作为美国能源部(DOE)核能办公室加速核能创新通道(GAIN)计划的一部分，DOE Argonne国家实验室将与三家公司合作，帮助工业界开发一系列新的反应堆和燃料循环概念，这些概念超越了当今传统的大型水冷反应堆。
Argonne正在与工业界合作，支持下述三种不同类型的核反应堆研发。
Radiant Industries
Argonne将与总部位于California州的初创企业Radiant Industries合作，针对Radiant的1.2 MWe、1.9 MWt先进高温气冷(HTGR)微堆概念，对热量产生和排出进行数值模拟。氦气从堆芯传递热量，空气夹套通过驱动自然循环的风扇以非能动的方式冷却堆芯。反应堆设计为采用TRISO燃料。
根据该公司网站的信息，反应堆将能够通过卡车运至厂址，并放置在混凝土基板上，电厂无需开挖。这种名为Kaleidos的微堆的主要优点是采用移动式设计，可用于替代柴油发电机。
Argonne核能工程师April Novak是该实验室的Maria Goepert Mayer研究员之一，他说：“这种类型的反应堆因其体积很小，所以与传统反应堆有很大不同。它针对的是核能的多样化应用，例如偏远社区和电动汽车充电。”
Novak将帮助建立停堆状态下微堆的高仿真计算流体动力学模型，包括其非能动余热排出系统。其中一个余热排出系统称为空气夹套，它由反应堆和屏蔽层之间的一层薄薄的环境空气组成。Novak表示：“空气夹套设计用于非能动导出衰变热，提高核电生产的安全性。”。
Radiant首席执行官Doug Bernauer表示：“与Argonne合作的空气夹套建模工作将是真正地对非能动冷却独特优势的创新和关键要求。”。“我们计划成为50多年来第一个实现装料试验的新型商业化反应堆设计。先进反应堆的全面商业化需要与DOE和几个国家实验室(如Argonne和Idaho国家实验室)之间的合作。”
Novak说，该项目还将帮助研究人员根据燃料的燃烧方式识别反应堆中的热源。
Argonne通过GAIN计划对Kaleidos进行的工作是通过核能先进建模和仿真项目进行的早期工作的延伸。核能先进建模和仿真(NEAMS)项目是美国能源部核能办公室(DOE-NE)的项目，旨在开发先进建模与仿真工具和能力，以加快先进核能技术的部署，包括轻水反应堆(LWR)、非轻水反应堆和先进燃料。
该项目利用美国的科学人才，专注于核能目标，涉及六个技术领域：燃料性能、反应堆物理、结构材料和化学、热流体、多项物理学和应用驱动。
Oklo Aurora微堆
在另一个GAIN资助项目中，Argonne核能工程师Darius Lisowski将领导一个研究团队与Oklo合作，Oklo是一家同样位于California州的核能公司，从事小型快堆的研发。该项目将测量一些反应堆设备的传热。
这是Oklo和DOE国家实验室之间的最新合作。2022年11月，Oklo、Argonne国家实验室、Deep Isolation和Case Western Reserve大学获得610万美元(约4180万人民币)的资金，用于将当前轻水反应堆中的乏燃料回收为先进反应堆燃料。
2022年，Oklo被美国能源部选中参与四个成本分担项目，总金额超过1500万美元(约1亿人民币)，用于从压水堆乏燃料制备先进反应堆燃料的商业化。Oklo的CURIE项目将专注于从现有反应堆中回收乏燃料的一个关键步骤，即将使用过的氧化物燃料转化为金属，以便使用Oklo正在商业化的工艺进行回收。
Oklo的联合创始人兼首席执行官Jacob DeWitte表示：“燃料回收将影响我们脱碳的速度。由于乏燃料约95%是可回收的，从而可以将废物转化为一种可用的资源。”。“目前乏燃料中含有足够的能量，可以满足全美国100多年的电力需求，而且不会产生碳排放。此外，某些长寿命放射性同位素将在发电过程中被消耗，这减少并改变了乏燃料的处置负担。”
Flibe Energy
获得GAIN资助的第三个项目涉及Argonne核能工程师Melissa Rose领导的团队，研究由熔盐混合物驱动和冷却的反应堆。虽然目前没有熔盐反应堆投入商业使用，但Rose表示，熔盐反应堆有助于通过高温处理回收核燃料，这也是Argonne开发的技术。
Rose说：“理论上大约97%的核燃料可以使用，它只是被必须分离出来的裂变产物污染了。”。“熔盐反应堆可以让我们更接近闭式燃料循环，在这个循环中，核燃料被反复使用。”
在熔盐反应堆中，燃料溶解在熔盐中，熔盐液体流过反应堆。在GAIN资助的项目中，Rose与位于Alabama州的Flibe Energy合作。Flibe正在研发一种氟化物熔融反应堆，该反应堆既可以用于发电，也可以制备医用同位素用于癌症治疗。
氟化锂钍基反应堆(LFTR)是一个基于钍燃料循环运行的热谱熔盐反应堆。
Argonne开发并维护了专用设备，Rose和她的同事将使用这些设备测量熔融盐的特性。从熔点到相行为，再到热容和热扩散率，Argonne对这些特性的分析将有助于Flibe使他们的反应堆更接近建设。
