AB Atomenergi bildades efter andra världskrigets slut med målet att utveckla en helt inhemsk kärnkraftsindustri. Med tanke på landets storlek var det ett mycket ambitiöst program som sjösattes. I slutet av 1950-talet var forskningsreaktorerna R1 och R0 i drift medan R2 var under uppförande. Ett forskningscentrum för kärnteknik hade etablerats i Studsvik utanför Nyköping. Bolaget utvecklade metoder för uranutvinning och hade byggt ett uranextraktionsverk i Kvarntorp. På Liljeholmen fanns en fabrik för tillverkning av bränsleelement och i Ågesta söder om Stockholm pågick bygget av den första kraftproducerande reaktorn R3 ”Adam”. Planeringen för nästa utvecklingssteg, den elproducerande reaktorn R4 ”Eva”, pågick för fullt.

”Den svenska linjen” hade som mål att Sverige skulle vara självförsörjande och därför skulle reaktorerna använda naturligt (ej anrikat) uran. För att få tillräckligt god neutronekonomi krävdes grafit eller tungt vatten som moderator och R3 var konstruerad som en tungvattenmodererad tryckvattenreaktor (PHWR). Initialt var även R4 tänkt att bli en tryckvattenreaktor men i början av 1960-talet fick projektet en ny inriktning och man beslutade att bygga en kokarreaktor (BHWR) med nukleär överhettning. Bakom beslutet låg bland annat en ökad konkurrens från lättvattenreaktorer med lägre produktionskostnad per kWh. En kokarreaktor skulle, åtminstone i teorin, vara billigare eftersom turbinen drevs i direktcykel och inte behövde värmeväxlare. Överhettning skulle ge bättre ångdata och därmed högre verkningsgrad.

Tryckvattentekniken övergavs dock inte helt av Atombolaget. 1959 började man skissa på en så kallad ”tvärströmsreaktor” vars konstruktion gjorde det möjligt att utnyttja moderatorvolymen mer effektivt. Reaktorn bedömdes ha så goda driftegenskaper att den skulle klara en olycka där cirkulationen upphörde utan skador på bränsle och invändiga komponenter. Härden var flexibel och kunde i ett senare skede anpassas för att använda thorium och/eller plutoniumbränsle. Det var också möjligt att uppnå bridning, dvs. att reaktorn producerade mer klyvbart material än den förbrukade.

Reaktortypen utvecklades inom ramen för PHWR-projektet som Atombolaget drev tillsammans med den nyetablerade atomkraftgruppen inom Rederi AB Nordstjernan. Initialt tog projektet fram ett förslag på en 100 MW kraftstation. Under de kommande åren intensifierades arbetet och i samarbete med Westinghouse Electric och Bechtel Corp. skalades tekniken upp till 350 MW. Till skillnad från R4-projektet låg fokus på att göra konstruktionen så enkel som möjligt. Exempelvis saknade PHWR intern bränslebytesmaskin och bränslebyte skulle göras med avställd reaktor.

Atombolaget hade stora förhoppningar på att få exportera reaktorer till Indien som var intresserade av alternativ till den 200 MW CANDU-reaktor man beställt 1963. Bolaget föreslog en 250 MW PHWR ovanjordsstation men Indien valde att gå vidare med ytterligare en CANDU-reaktor. PHWR hade lägre kapitalkostnad men CANDU bedömdes ge standardiseringsfördelar och lägre bränslekostnad.

1964 presenterade PHWR-projektet ett komplett anbudsunderlag på en 350 MW kärnkraftsstation som kunde erbjudas till fast pris. Anbudet beskrev en förläggningsplats ”på den svenska Ostkusten”, sannolikt i närheten av Nynäshamn. Reaktorinneslutning och bränslehantering skulle placeras under jord medan turbinanläggning, kontrollrum och ställverk byggdes ovanför. Runt inneslutningen skulle det löpa en spiraltunnel för transporter. Under normal drift skulle utrymmena under laddplanet ej beträdas.

Sex huvudvärmekretsar med ånggeneratorer (värmeväxlare) skulle placeras symmetriskt runt reaktorn. Två turbingeneratorer skulle anslutas till vardera tre ånggeneratorer och stationen skulle kunna köras med en turbin för att utföra underhåll och reparationer under drift. PHWR var primärt avsedd att leverera baskraft men det var möjligt att göra veckosluts- och dygnsreglering.

PHWR-projektet kom aldrig längre än anbudsunderlaget 1964. R4-projektet i Marviken pågick för fullt och tog alla resurser i anspråk. I Marviken försökte man göra flera tekniksprång samtidigt vilket bidrog till att projektet hamnade i svårigheter och till slut lades ner. Det är möjligt att den mer återhållsamma utvecklingslinje PHWR representerade hade varit mer framgångsrik. Sannolikt var tungvattenlinjen ändå en återvändsgränd i och med att anrikat uran blev tillgängligt på världsmarknaden.