aktör öntürü oluşturmakta araştırma finansmanı sağlamak için, 5-10 yıl içinde 300-400 milyon dolarlık nispeten mütevazı bir yatırımla tek bir sıvı LFTR programı elde edilebilirdi.

İkili akışkan tasarım "tek akışkan" reaktör tasarımına kıyasla mekanik olarak daha karmaşıktır. "İkili akışkan" reaktör, toryum yakıt döngüsünden uranyum-233 yakan yüksek nötron yoğunluğuna sahip bir çekirdek tasarımına sahiptir. Toryum tuzunun ayrı bir örtüsü, nötronları emer ve toryum, protaktinyum-233 haline dönüştürülür. Protaktinyum-233, nötron akışının daha düşük olduğu örtü bölgesinde bırakılabilir, böylece nötronları yakalamak yerine yavaş yavaş U-233 bölünebilir yakıtla bozunur. Bu yetiştirilen bölünebilir U-233, basit florlaştırma ile geri kazanılabilir ve fisyon için çekirdeğe yerleştirilebilir. Çekirdeğin tuzu, önce florlaştırma ile uranyumun giderilmesi, daha sonra da vakumlu damıtma ile saflaştırılarak taşıyıcı tuzların temizlenmesi ve tekrar saflaştırılması ile sağlanır. Damıtma sonrasında kalan durgun dipler, bir LFTR'nin fisyon ürünlerinin boşa harcanmasıdır.

Çekirdek ve örtü sıvısını ayırmanın kazanımları şunları içerir:

İki akışkan tasarımın bir tasarım zayıflığı çekirdek ile örtü bölgesi arasında bir engel duvarın olması gereğidir, bu duvarın hızlı nötron hasarı nedeniyle devirli olarak değiştirilmesi gerekir. Grafit, düşük nötron emilimi, ergimiş tuzlarla uyumluluk, yüksek sıcaklık direnci ve yakıt ve örtü tuzlarını ayırmak için yeterli sağlamlık ve bütünlük nedeniyle ORNL tarafından seçilen bir malzemeydi. Nötron radyasyonunun grafit üzerindeki etkisi, gözenekliliğin artmasına ve fiziksel özelliklerde bir bozulmaya neden olması için grafitin yavaşça büzülmesini ve daha sonra şişmesini sağlamaktı. Grafit boruların uzunluğu değişkendir ve çatlayabilir veya sızdırma yapabilir. ORNL, ikili akışkan tasarımının peşinde olmamayı tercih etti ve ikili akışkan reaktörden hiç örnek inşa edilmedi.

İkili akışkan tasarımın bir diğer tasarım zayıflığı karmaşık bir tesisat yapısında olması idi. ORNL, kabul edilebilir düşük güç yoğunluğunda yüksek bir reaktör güç seviyesi elde etmek için çekirdeğin ve örtü borularının karmaşık iç içe geçmelerinin kullanılmasının gerekli olduğunu düşündü. Daha yeni araştırmalar, karmaşık ilaveli grafit tüp ihtiyacını ortaya koydu; kabuk reaktöründe basitleştirilmiş uzun bir tüp, karmaşık tüp olmadan yüksek toplam reaktör gücüne izin verecekti.

Yakıt tuzunda toryum bulunan ikili akışkan reaktöre bazen "bir buçuk akışkan" reaktör veya 1.5 akışkan reaktör de denir. Bu, hem 1 akışkan hem de 2 akışkan reaktörlerin üstünlük ve eksikliklerinin bir kısmıyla birlikte bir melez tasarımdır. "1 akışkan reaktörü"nde olduğu gibi, yakıtın tuzunda toryum bulunur; bu da yakıt işlemini zorlaştırır. Ve yine de, 2 akışkan reaktör gibi, çekirdekten sızan nötronların emilimini sağlamak için son derece etkili ayrı bir örtü kullanılabilir. Akışkanları bir engel kullanarak ayrı tutmanın ilave zararı kalıcı olur, ancak yakıt tuzunda bulunan toryum ile bu engelde, örtüye akması gereken nötron sayısı daha azdır. Bu, engele daha az zarar verir. İşlem sisteminin çekirdekte toryum ile zaten uğraşması gerektiği için engeldeki herhangi bir sızıntı da daha düşük bir sonuç doğuracaktır. Bir buçuk ya da ikili akışkan LFTR'ye karar verirken ana tasarım sorunu, daha karmaşık bir yeniden işleme mi yoksa daha zorlayıcı bir yapısal engeli çözmek için daha kolay olup olmayacağı mıdır.

700 °C'lik yüksek çalışma sıcaklığına sahip LFTR, %45 termal verimlilik elektrik aralığında çalışabilir. Bu, elektrik verimliliğinde %32-36 oranında ısıl olan günümüz hafif su reaktörlerinden (LWR - Light water reactor) daha yüksektir. Elektrik üretimine ek olarak, LFTR'den elde edilen yoğunlaştırılmış ısıl enerji, Haber işlemiyle amonyak üretimi veya su bölüştürerek ısıl hidrojen üretimi gibi birçok kullanım için endüstriyel işlem ısısı olarak uygulanmasını sağlayabilir.

Rankine çevrimi en temel termodinamik güç döngüsüdür. En basit tanımıyla çevrim bir buhar üreteci, bir türbin, bir yoğunlaştırıcı ve bir pompadan oluşur. Çalışma sıvısı genellikle sudur. Bir LFTR'ye bağlanmış bir Rankine güç dönüştürme sistemi, ısıl verimliliğini artırmak için artan buhar sıcaklığından yararlanabilir. Çok kritik olmayan Rankine buhar çevrimi şu an ticari santrallerde kullanılmakta ve en yeni tesisler daha yüksek sıcaklık, daha yüksek basınç için süper hassas Rankine buhar çevrimleri kullanmaktadır. 1960'lardan 1970'lere kadar ORNL'nin MSBR üzerindeki çalışmalarında, %44'lük bir verimlilikle temel bir süper hassas buhar türbinini kullanmayı ve erimiş fluorür tuzlu - buhar üreteçleri geliştirmede önemli tasarım çalışmaları yaptığı varsayılmaktadır.

Bir Brayton çevriminin çalışma gazı, helyum, azot veya karbon dioksit olabilir. Yüksek basınçlı çalışma gazı, güç üretmek için bir türbinde genleştirilir. Düşük basınçlı ılık gaz bir ortam soğutucusunda soğutulur. Düşük basınçlı soğuk gaz, sistemin yüksek basıncına kadar sıkıştırılır. Sıklıkla türbin ve kompresör tek bir şaft vasıtasıyla mekanik olarak bağlanır. Yüksek basınçlı Brayton çevrimlerinin düşük basınçlı Rankine çevrimlerine kıyasla daha küçük bir üreteç ayak izi olması beklenmektedir. Bir Brayton çevrimi ısı motoru, daha geniş çaplı borularla daha düşük basınçta çalışabilir. Dünyanın ilk ticari Brayton çevrimi güneş enerjisi modülü (100 kW) 2009 yılında İsrail'in Arava Çölü'nde inşa edilmiş ve gösterilmiştir.

LFTR, yakıttan fisyon ürünlerini çıkarmak için bir mekanizmaya ihtiyaç duymaktadır. Reaktörde kalan fisyon ürünleri nötronları emer ve böylece yeni bölünebilir yakıt üretimini azaltır. Bu, birkaç yedek nötron ve emiliminin güçlü olduğu ısıl nötron tayfında (spektrum) bulunan toryum yakıt döngüsünde özellikle önemlidir. Asgari gereklilik, kullanılmış yakıttan değerli bölünebilir malzemenin geri kazanılmasıdır.

Fisyon ürünlerinin çıkarılması, katı yakıt unsurlarının tekrar işlenişine benzer; kimyasal veya fiziksel yollarla çok değerli bölünebilir yakıt atık fisyon ürünlerinden ayrılır. Kusursuz olarak en iyi şekilde, verimli yakıt (toryum veya U-238) ve diğer yakıt bileşenleri (örneğin katı yakıtlardaki taşıyıcı tuz veya yakıt kaplaması) de yeni yakıt için tekrar kullanılabilir. Bununla birlikte, ekonomik nedenlerden ötürü atıklarla sonuçlanabilirler.

Bir LFTR'nin yakıtı eriyik bir tuz karışımı olduğundan doğrudan sıcak erimiş tuzlan çalışan yüksek sıcaklık yöntemleri ve ısıl işlem kullanmak caziptir. Yüksek ısıl işlem/piro işlem ("Pyroprocessing") radyasyona duyarlı solventleri kullanmaz ve çürüme ısısı ile kolayca bozulmaz. Reaktörden gelen radyoaktif yüksek yakıtta doğrudan kullanılabilir. Reaktöre yakın yerde kimyasal ayırma yapılması, nakliyeyi önler ve yakıt çevriminin toplam stokunu düşük tutar. kusursuz bir biçimde, yeni yakıt (toryum) ve atık (fisyon ürünleri) haricindeki her şey tesis içinde kalır.

Yerinde işleme, sürekli çalışmak, tuzun küçük bir kısmını her gün temizlemek ve reaktöre geri göndermek için planlanmaktadır. Yakıt tuzunu çok temiz yapmaya gerek yoktur; amaç, fisyon ürünlerinin ve diğer yabancı maddelerin (örneğin oksijen) konsantrasyonunu yeterince düşük tutmaktır. Özellikle nötron yakalamada büyük bir kesit alanına sahip oldukları için nadir toprak elementlerinin bazılarının konsantrasyonları düşük tutulmalıdır. Cs veya Zr gibi küçük kesitli diğer bazı öğeler, kaldırılmadan önce uzun yıllar boyunca birikebilir.

Daha soy metaller (Pd, Ru, Ag, Mo, Nb, Sb, Tc) normal tuzda florür oluşturmaz, ancak tuz içinde ince metalik parçacıklar oluştururlar. Isı eşanjörü (değiştirici) veya çıkarılması daha kolay olan bazı yüksek yüzey alanlı filtreler gibi metal yüzeylerde plakalanabilirler. MSRE ("Molten-Salt Reactor Experiment", Erimiş Tuz Reaktörü Deneyi) sadece nispeten kısa bir işletme deneyimi sağladığı ve bağımsız laboratuvar deneyleri zor olduğu için, bu asil unsurların sona ereceği konusunda halen bazı belirsizlikler bulunmaktadır.

Xe ve Kr gibi bazı elementler helyum desteğiyle gaz olarak kolaylıkla çıkar. Buna ek olarak, "soy" metallerin bir kısmı ince bir buhar halinde gazla birlikte alınır. Özellikle, Xe-135'in hızlı bir şekilde çıkarılması önemlidir, çünkü bu çok güçlü bir nötron zehiridir ve reaktörde bırakıldığında reaktör kontrolünü daha da zorlaştırır. Xe'nin giderilmesi de nötron ekonomisini geliştirir. Gaz (çoğunlukla He, Xe ve Kr), Xe-135'in ve diğer kısa ömürlü izotopların büyük bir kısmı çürümeyene kadar yaklaşık 2 gün bekletilir. Daha sonra gazın çoğu geri dönüşüme tabi tutulabilir. Birkaç ay daha bekletildikten sonra, radyoaktiflik, düşük sıcaklıktaki gazı, helyuma (yeniden kullanım için), ksenona (satış için) ve kriptona ayırmak için yeterince düşüktür. Kripton, Kr-85'in bozunmasını beklemek için uzun bir süre (birkaç on yıl) depolanmaya (örneğin, sıkıştırılmış biçimde) ihtiyaç duyar.

Tuz karışımını temizlemek için çeşitli kimyasal ayırma yöntemleri önerilmiştir. Klasik PUREX yeniden işleme ile karşılaştırıldığında, Yüksek ısıl işlem/piro işlem ("Pyroprocessing") daha özlü yapıda olabilir ve daha az ikincil atık üretebilir. LFTR tuzunun yüksek ısıl işlemleri zaten uygun bir sıvı biçim ile başlar, bu nedenle katı oksit yakıtlarını kullanmaktan daha ucuz olabilir. Bununla birlikte, tam bir erimiş tuz yeniden işleme tesisi kurulmadığından, tüm testler laboratuvarla sınırlı olmuş ve sadece birkaç element var olmuştur. Ayrımı iyileştirmek ve yeniden işleme işini daha ekonomik hale getirmek için daha fazla araştırma ve geliştirme gerekmektedir.

Uranyum ve diğer bazı elementler florin uçuculuğu denilen bir işlemle tuzdan uzaklaştırılabilir: Bir florin bir gaz olarak uçucu yüksek değerlikli fluorürleri giderir. Bu ağırlıklı uranyum-233 yakıtı içeren uranyum hekzaflorür, aynı zamanda neptünyum hekzaflorür, teknetiyum hekzaflüorür ve selenyum heksaflorür yanı sıra bazı diğer fisyon ürünlerinin (örneğin iyot, molibden ve tellür) florürlerini içerir. Uçucu florürler ayrıca adsorpsiyon ve damıtma ile ayrılabilir. Uranyum hekzaflorür kullanımı zenginleştirmede iyi bir şekilde ku