Диоксид углерода СО2 первоначально применялся в качестве теплоносителя в ядерных энергетических реакторах Magnox и AGR (Advanced Gas-cooled Reactors). Эти реакторы проиграли в конкурентной борьбе легководным реакторам из-за определенных недостатков диоксида углерода в качестве теплоносителя. Появление новых материалов позволяет частично исключить эти недостатки, поэтому диоксид углерода привлекает внимание разработчиков инновационных газоохлаждаемых быстрых реакторов. В одноконтурных реакторных установках этого типа диоксид углерода является одним из возможных вариантов теплоносителя и рабочего тела, а в двух- или трехконтурных установках – вариантом рабочего тела. Практически во всех случаях используется только диоксид углерода сверхкритических параметров, причём преобразование энергии осуществляется по циклу Брайтона.