對於這些現實，部分核電支持者主張以新型核子反應爐設計，來解決核電現今所面臨的困境。此類設計在過去數十年間多為小型模組化核子反應爐（Small Modular Reactor，SMRs）。相較於近年主導核電計畫的機組是裝置容量在1,000MW至1,600MW的機組，小型模組化反應爐的裝置容量則低於300MW。

小型模組化反應爐持續獲得大量的資金挹注。根據經濟合作暨發展組織核能署（OECD／NEA）的數據，全球針對各式小型模組化反應爐的融資規模「約達154億美元」。這個數字看似龐大，但實際的投資金額卻分散於127種小型模組化反應爐設計方案。我們可以參考領先的美國業者、小型模組化反應爐供應商NuScale的案例，以全面了解這件事。該公司執行長在2025年8月的法說會中宣稱，NuScale已經在小型模組化反應爐投入「超過20億美元」，不過至今仍未有一款設計讓人看到成果。

小型模組化反應爐的造價如果停留在紙上談兵，會低於沃格特爾核電廠或欣克利角C核電廠數百億美元的造價。但這些小型機組的發電量也較低，這就表示，核工業的收益隨之減少。當我們以發電量加權計算小型模組化反應爐的成本時，它們的價格反而高於大型反應爐的造價。大型反應爐在每千度電的成本較具有優勢，原因在於它的材料需求與施工興建，並不會由於裝置容量增加而呈現線性成長。

這件事從一項美國計畫所提出的成本估算中可見一斑。該計畫涉及興建6座NuScale設計的小型模組化反應爐，這件事被宣傳成為「首座於美國投入運轉的NuScale Power小型模組化反應爐核電廠」。NuScale於2015年宣稱，該公司所開發的反應爐的「隔夜成本」為30億美元（也就是不計算利息與其他時間成本）。不過此後該公司機組的成本卻一路攀升：在2018年增加至42億美元，在2020年則達到61億美元，到了2023年更飆升至93億美元。隨著成本節節攀高，客戶相繼退出計畫，最後使得專案告終。

若以專案總成本除以預計的發電量，該案每MW成本竟然比2,200MW沃格特爾核電廠計畫的成本高出約250%。當然，沃格特爾計畫在施工期間成本也曾驟增，如果猶他州聯合市政電力系統（UAMPS）計畫得以實施，它的成本同樣可能大幅攀升。但是即使排除施工期間的成本增幅，NuScale小型模組化反應爐的每度電成本，仍高於大型反應爐。

小型反應爐的成本在歷史上也高出大型反應爐。美國原子能委員會曾於1950年代資助建造數座小型核電機組，聲稱這類機組「既適用於鄉村地區，也適合出口到海外」。但這些反應爐由於缺乏經濟競爭力，最後只能提前關閉。

小型模組化反應爐的支持者反駁，他們可以經由工業量產所省下的成本，以及隨之而來的學習效應，彌補機組未能達到規模經濟的損失。所謂學習曲線是指：隨著核電廠興建與運轉規模擴大，就會隨著更多電廠投入運作，因而改善工業製程與減少成本。然而，即使在學習曲線極度樂觀的假設下，小型反應爐要達到約當於大型反應爐每度的供電成本，必須先實現量產數千座的規模。即便如此，小型模組化反應爐的經濟競爭力仍舊只能和沃格特爾核電廠等傳統核子設施相當，小型機組的發電成本仍會高於再生能源幾倍。

而從現實世界而言，這些關於學習速率的假設可能太樂觀了，因為小型模組化反應爐業者所提出的許多理論假設都無法成立。例如他們假定，隨著核電廠數量增加，小型機組的成本會隨之下降；但是在擁有最多核電廠的美國與法國，隨著年度拉長，成本反而持續攀升。此類學習曲線的理論前提在於多數反應爐開發商會選擇標準化設計。不過當全球正在同步開發127款小型模組化反應爐的設計時，各國政府與民營企業並不太可能僅選擇一款，或僅只選擇少量幾款的設計。

歸根結柢，小型模組化反應爐所產出的電力會比大型核電廠更昂貴，這使得小型機組在商業上難以立足。澳洲聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）近來針對小型模組化反應爐發電成本的權威估算顯示，小型模組化反應爐是目前最為昂貴的發電方式。該機構估算2030年投入營運的小型模組化反應爐計畫的平準化能源成本介於328至619澳幣（約214至404美元）； 相較之下，太陽能與陸域風電的估計成本分別為35至63澳幣（23至41美元），以及64至107澳幣（42至70美元）。如果納入因應風力與太陽能發電波動性的整合成本，即使間歇性再生能源在電力供應所佔比率為90%，電力成本估計則會落在90至131澳幣（59至85美元）的區間。

小型模組化反應爐的施工期間同樣漫長。俄羅斯的KLT-40S反應爐是採用該國核子動力破冰船在過去幾十年來所用的反應爐設計，但是從動工到供電卻耗時13年，遠遠超出預計3年的工期。中國石島灣1號機與2號機組（兩座高溫氣冷式反應爐）的建造期程，更是遠超出先前所承諾的50個月，工期長達2倍。這兩種趨勢皆顯示核電無法因應氣候變遷問題。如果核電要在減緩氣候變遷發揮顯著作用，核電在全球電力生產中所佔的比率就必須提升，即以鈾來取代化石燃料。然而這種轉變必須迅速發生，核電根本無法因應這項挑戰。