차세대 원자로는 기존 원자로에 비하여 경제적이면서도 크게 향상된 안전성을 제공하어야 한다. 또한 차세대원자로의 경우 우라늄 자원을 보다 효율적으로 이용할 수 있어야 하고, 사용후핵연료 처리의 부담을 줄일 수 있어야 한다. KAIST 노물리연구그룹에서는, 차세대 원자로를 위하여, 소듐냉각고속로(SFR), 초장주기 증식-연소로(B&BR), 초고온가스로(VHTR), 소형모듈형원자로(SMR) 등을 중점적으로 연구하고 있다. SFR은 우라늄 자원의 효율적 이용 및 사용후핵연료 핵변환 등을 가능케 한다. B&BR은 초기 단 한번의 연료장전으로 40년 이상을 사용할 수 있는 원자로 개념으로 원자로의 경쟁력을 크게 제고할 수 있을 것으로 기대된다. VHTR은 차세대 에너지 저장매체로 주목 받는 수소의 생산과 함께 고효율 전력생산도 가능하여 원자력에너지의 응용분야를 크게 다양화할 수 있을 것이다. SMR은 원자로의 안전성을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대되며 분산전원으로서의 원자력의 가능성도 제시할 것으로 평가된다. 원자로의 설계에는 원자로 내부에서의 중성자의 거동과 이로 인한 핵분열 반응을 정확하게 예측하는 고정밀 원자로해석 방법론 및 컴퓨터코드 개발이 필수적이다. KAIST 노물리 연구팀은 다양한 독창적인 노물리 방법론 개발로 잘 알려져 있으며, 원자로해석 방법론 개발 및 차세대 원자로 개발을 위해서 다양한 창조적 도전이 진행되고 있다.