Целью работы является анализ и оценка потенциальных путей повышения энергоэффективности атомной энергетики. Рассмотрены используемые и перспективные термодинамические циклы атомных электростанций в энергетике. Приведены пути повышения параметров рабочего тела в паротурбинном контуре АЭС. Проведена термодинамическая оценка повышения тепловой эффективности АЭС с реакторами на быстрых нейтронах за счет увеличения температуры теплоносителя на выходе из активной зоны реактора и, соответственно, повышения температуры и давления пара, вырабатываемого парогенератором. Выполнен анализ эффективности утилизации низкопотенциальной сбросной тепловой энергии АЭС с использованием тепловых насосов. Современный уровень развития энергетического машиностроения, создание эффективных высокотемпературных газовых турбин и паровых компрессоров позволяют рассматривать возможность достижения высоких сопряженных параметров пара на АЭС с традиционными легководными реакторами без превышения допустимых условий эксплуатации активных зон с оболочками твэлов из циркониевых сплавов. Применение тепловых насосов в схеме охлаждения основного конденсатора паротурбинной установки с целью повышения экономических показателей неоправданно. Как показали оценочные расчеты, использование тепловых насосов в схеме основного конденсатора перспективно только для сокращения тепловых сбросов АЭС в окружающую среду. Утилизация низкопотенциальной теплоты, отводимой системами охлаждения оборудования, с использованием тепловых насосов является эффективным путем повышения эффективности АЭС. При этом уменьшается отбор пара из тепловой схемы энергоблока, что приводит к дополнительной выработке энергии при неизменных затратах на ее производство, а также снижает тепловые выбросы в окружающую среду.