高温ガス炉は一次冷却材に液体金属ではなくヘリウムを用いるガス直接冷却黒鉛炉である。大型化が困難であるが、非常に炉心溶融しにくい。高温ガス炉の特徴としては、多くの設計において黒鉛を減速材とし、以前のような燃料棒でなく、何らかの形式で皮膜された粒状の燃料の集合体を基にしているなど受動安全性が重視されていることが挙げられる。ガス冷却の場合、商業利用されている高温ガス炉（黒鉛減速ガス冷却炉）と互換性がある。超高温炉の中で、現在もっとも実用化に近い型式である高温ガス炉には二つのタイプがある。一方はペブルベッド炉であり、もう一方は六角柱型炉である。六角柱炉は炉心の形状からその名がついており、六角柱の燃料集合体の炭素ブロックが円形の圧力容器に会うように組み合わされており、ペブルベッド炉の設計は核燃料を黒鉛で覆った仁丹状の燃料を集め、6 cm 程度の球にしたものを圧力容器中心部に積み上げたものである。両方の炉で、出力要求や設計にあわせて格納容器の中央に黒鉛の塔を入り輪にしたものもある。
高温ガス炉の設計は1947年にオークリッジ国立研究所の電源発生部の職員によって最初に提案された。ドイツのルドルフ・シュルテン教授は、1950年代に開発を推進した。アメリカのピーチボトム原子力発電所は最初の発電用高温ガス炉であり、これは成功裏に終わり1966年から1974年にかけて技術的な証明の先駆者になった。高温ガス炉の設計の例の一つであるフォートセントブレイン原子力発電所は1979年から1989年にかけて運用された。この炉はいくつかの問題に苛まれ、経済的理由から炉は閉鎖されたものの、アメリカの高温ガス炉のコンセプトの証明として役立った。高温ガス炉は英国のドラゴン炉、ドイツの AVR と THTR-300 、日本の高温工学試験研究炉（HTTR）、中国の HTR-10 などでも研究された。これらの高温ガス炉をさらに効率的に運用するため超高温下で利用できるようにするための研究も多く行われ、これが超高温炉の研究のきっかけともなっている。最近では設計が事実上新型に更新され、現在は超高温ガス炉として知られる形式で提案されている。
超高温原子炉は発生熱の出口部分で600 - 1000度近い高温であり、熱効率の高いガスタービン複合発電が可能である。また高温ゆえ、熱化学水素製造や原子力エチレン焼成（水素副産）、原子力石炭液化（水素消費）、原子力製鉄など工業熱源としても期待されており、熱電併給が可能である。水素は石炭液化プラントや、重油・タールサンドタールを軽質油に転換する重質油水素化分解プラントに不可欠である。そして、熱効率向上によりウラン消費量や使用済み燃料の排出量が削減できる、冷媒が水でないため水素/水蒸気爆発しにくいなど、従来の軽水炉の欠点の多くを改善・一新する新世代炉である。
超高温原子炉（ちょうこうおんげんしろ、英語: Very High Temperature Reactor，VHTR）は、1000度近い高温状態で発電を行う第4世代原子炉の一種である。ヘリウムを一次冷却材として使う方式が、最も開発が先行して実証炉段階にあるために高温ガス炉として知られているが、他に溶融塩原子炉または鉛冷却高速炉の超高温炉も研究されている。
1887年（明治20年）5月22日、長尾優は現在の香川県丸亀市に生まれる。丸亀中学校（現・香川県立丸亀高等学校）、第一高等学校を経て1913年（大正2年）12月東京帝国大学医科大学を卒業し、病理学教室を経験した後石原久が教授を務める東京帝国大学医科大学歯科学教室に入局した。1916年（大正5年）9月にはペンシルベニア大学歯学部へ自費留学し、歯科医療技術を学び、また歯科器材の重要性に注目し機材製造会社を積極的に見学し、1918年（大正7年）5月に帰国した。島峰徹が歯科医長を務めていた東京医術開業試験付属病院（永楽病院）が、1917年（大正6年）医術開業試験の廃止に伴い東京帝国大学附属医院分院（現東京大学医学部附属病院）と文部省歯科医術開業試験病院（1922年（大正11年）歯科医師開業試験規則の実施に伴い歯科医師試験附属病院に改称（通称文部省歯科病院））に分離され、島峰徹が院長を任された文部省歯科病院に長尾は米国からの帰国後参画した。島峰徹を中心にした官立歯科医学校開設の運動の中で、漸く1928年（昭和3年）10月12日勅令により文部省歯科病院内に東京高等歯科医学校（現在の東京医科歯科大学）が開設され、島峰徹が初代校長に就任した。長尾は米国留学以来歯科補綴学を専門とし、歯学は医学と理工学を両輪として発展すべき学問との信念を持ち歯科理工学講座を新設。また、1938年（昭和13年）には歯科材料研究室（金属床研究施設）を設置した。長尾は島峰に師事してからは終始島峰と共に歩み、島峰が、東京高等歯科医学校に医学科が併設されて1944年（昭和19年）東京医学歯学専門学校と改称された直後の1945年（昭和20年）2月10日に死去すると、二代目の校長に就任した。1946年（昭和21年）、東京医科歯科大学（旧制）初代学長に就任。1951年（昭和26年）、新制大学となり引き続き学長を務める。同年に念願であった歯科材料研究所を文部省の了解を得て設立した。