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一体化熔盐堆（IMSR）代表了一类可替代燃烧化石燃料提供工业热的清洁能源，IMSR结构紧凑、高效，成本可与化石燃料竞争。IMSR是第四代反应堆系统，是橡树岭国家实验的熔盐堆实验工作一个有力的后继者。
地球能源美国公司目前正在与爱达荷国家实验室合作，致力于将IMSR与先进的工业系统整合，而且已经设计和提出了几种工业系统，这些工业系统可为能源密集型企业的氢气、氧气以及氨气、甲醇的生产制造提供稳定的热能和动力。
海水淡化也是一个可以应用IMSR热能的重点产业。
IMSR具有成为一种变革性技术的潜力，可与先进的工业系统相结合，成为一项新型的、革命性清洁工业产业。
IMSR核电站可快速并入电网，以满足用电需求。图片来源：美国地球能源
一体化熔盐堆工作原理
一体化是公司的专有设计，为堆芯的主要部件（泵、主要的HX）都紧凑地密封在可更换的组件中，即IMSR堆芯组件中；
堆芯组件的更换周期为7年，旧的组件可以原地存储；
IMSR是一种“池式”反应堆，不会泄露到反应堆容器中；
IMSR燃料——熔盐是一种液态、高温氟化物盐，运行温度为700摄氏度；
熔盐具有很高的热稳定性，而且是优良的导热载体；
IMSR燃料盐可以通过现有的方法和规定进行生产；
载有核燃料的燃料盐在反应堆运行期间不会离开反应堆堆芯容器；
燃料盐可在石墨堆芯的闭合环路中循环，燃料在热中子能谱进行裂变生成的热通过热交换器进行热交换，将热传递到二回路，之后燃料盐通过回路循环到堆芯中；
反应堆堆芯中有石墨慢化剂——在慢化区域外，熔盐无反应活性；
二回路热交换器将二回路盐的热量传递到温度约为600度的三回路工业盐中，这些盐可以将热传递大约5公里；
IMSR生成的氚的很少，此外IMSR的三回路设计将进一步确保氚不会扩散出核岛之外；
IMSR可以使用浓缩低于5%的铀，随着IMSR技术未来的更新换代，IMSR还可以使用其他各种形式的燃料，包括钍基燃料以及来自现有反应堆的乏燃料；
IMSR反应堆可以快速的并入电网，以满足用电需求；
IMSR的发电成本低于50美元/MWh，相比燃烧化石能源的火电有很强的竞争力。
这种类型的高温热反应堆不仅仅可生产电力，IMSR核电可以通过液态盐向工业能源区提供600度的热量，区域范围为5公里，这使得IMSR可以很容易在非用电高峰区将电力供应切换至非电力供应（热能），这样将最大程度的利用IMSR的生成热，并使的IMSR可以以最有效的方式运行。
IMSR堆芯的主要部件（泵、主要的HX）都紧凑地密封在可更换的组件中，即IMSR堆芯组件中。
储热/海水淡化
全球对于安全的饮用水的需求正在快速增长，其增长速度比天然的、源源不断的淡水资源供给速度的还要快，此外，预计全球电力需求也将大幅增长。
海水/咸水的淡化极其耗能，IMSR可以以极具有成本竞争力的价格为工业规模的海水淡化工业提供清洁电力，以便在将来进一步部署海水脱盐技术。
除了可以利用热能进行海水淡化外，高温工业盐还可以用于大规模储能，这项技术目前已经开始利用。基于IMSR的热盐可以用于存储电网中风能和太阳能产生过剩的电力，该系统将不再需要基于电网的电力存储，而且可以与风能和太阳能发电互为补充。廉价和有效的基于熔盐的热存储将来可以用作燃料电池，可以在不对电网系统产生危害的情况下，在适当的服务水平下，在一定需求曲线下进行服务。
地球能源（美国）和爱达荷国家实验室（INL）的研究表明，IMSR核电是一个非常有效的能源系统，相对于其他正在审核中的核电系统而言，可以提供不断增长的水资源供应，为电网提供稳定的电力。即，不断增长的电力和水的需求，可以通过IMSR满足。
高温制氢
使用天然气制氢是现在制氢的主要方式，但这种方法对于天然气的价格高度敏感。IMSR可以提供一种可靠且安全的制氢方式，该种方法甚至可以忽略原产品价格波动的影响，IMSR在发电的同时可以为制氢和制氧过程提供其所需要600摄氏度的高温。
地球能源（美国）和爱达荷国家实验室已经表明，IMSR是审查的核能系统中迄今为止最为有效的能源系统，是具有成本竞争力制氢的最佳方法。
地球能源（美国）和爱达荷国家实验室的分析表明，IMSR非常适合与使用高温蒸汽电解进行氢气生产的工业设备的耦合，结果表明，还可以针对大型氢气、氧气、氨气的工业生产制造应用设计定制相应的系统。
合成运输用燃料
用于IMSR运输的燃料，以及天然气等其过程热以及发电等与化石燃料有一定的竞争优势，这代表了液体燃料合成技术经济的巨大转变，这种转变可能会对我们工业社会使用的各种有价值的化学品以及燃料的生产制造产生深远的影响。若是使用IMSR过程热示范石油合成成功的话，其后会伴随着一系列燃料，例如航空汽油、液化石油气以及柴油的生产示范。
石油是人们熟悉的一种燃料，它的工程热示范将会是一个明确的信号，表明利用核能产生的过程热来合成衍生燃料的巨大机会，即：稳定的能源投入成本，对大气中二氧化碳排放的限制、以及化石燃料的经济替代品。所有的这些机会都显示了IMSR作为一种革命性技术的巨大潜力，并且还可以实现许多创新的有竞争力的清洁工业技术，以促进经济增长和抑制能源系统的碳排放。
IMSR的氨气生产
2016年期间，30家工厂基于Haber-Bosch反应过程共生产了940万吨氨气，这些工厂的主要原料是天然气，将蒸汽按照化学计量比生成二氧化碳、氮气和氢气，使用吸附剂在合成氨气前除去二氧化碳和其他杂质。氨气主要可以用于制造农业用化肥、硝酸、燃料以及胺类化学品等。
以下是IMSR如何使得大型的且不断增长的制氨业不断收益的例子，可以通过高温蒸汽电解（HTSE）法生产氢气来取代化石燃料密集型的蒸汽甲烷重整技术，这样可以避免当今与制氢有关的二氧化碳排放，HTSE方法制氢相对于化石燃料制氢更具有经济性，这是因为前者避免了温室气体（GHG）的排放，以及生成的工业用氧气存在的市场价值，后者是HTSE技术另外一项有价值的副产品。IMSR另外一个可能应用是作为传统或者整改过的蒸汽甲烷工厂的接口——一个与现在甲醇生产相似的系统。通过IMSR过程热与大规模制造氨生产的混合耦合，可以快速提升氨气制造的经济性。
IMSR技术与氢气直接还原钢过程耦合
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