Газоохлаждаемые на тепловых нейтронах привлекли к себе большое внимание в начальный период развития ядерной энергетики. Сочетание мало поглощающих нейтроны графитового замедлителя и газообразного теплоносителя в таких реакторных системах позволяет использовать в качестве ядерного топлива природный уран. Созданные на этой основе охлаждаемые углекислым газом двухцелевые реакторы для производства электроэнергии и плутония использовались в Великобритании и Франции достаточно долго. В этом классе низкотемпературных газоохлаждаемых реакторов применялись твэлы на основе природного металлического урана, зачехленного в оболочки из магниевого сплава ’’Магнокс”.
Магноксовые графитовые реакторы с охлаждением CO2 имеют низкую теплопередачу газовому теплоносителю; отношение объемов замедлителя к топливу большое, а исходное содержание делящегося изотопа в природном уране малое. Это не позволило достичь в реакторах энерговыделения более 1 кВт/л, а глубины выгорания топлива — более 3-4 МВт*сут/кг. В то же время размеры активной зоны реактора значительны. Так, при электрической мощности реактора около 600 МВт диаметр активной зоны составляет около 17 и высота около 9 м. Температура теплоносителя, прокачиваемого через активную зону газодувками снизу вверх, на выходе из активной зоны превышает 410 °С, что обеспечивает КПД тепловой двухконтурной схемы около 30 %. После 1971 г. строительство их прекращено вследствие недостаточной экономичности.
Монтаж конструкции газоохлаждаемого ядерного реактора на АЭС Sellafield в Великобритании