小型气冷反应堆通常采用闭式布雷顿循环作为热电转换方式，而热物性佳的氦气作为布雷顿循环的工质虽然可以达到较高的效率，但过小的摩尔质量使其不利于降低循环系统的尺寸，故小型气冷堆通常采用氦氙气体作为冷却剂和循环工质。本研究对比分析了不同比例的氦氙混合气体相较于与氦气在换热系数、压降和气动载荷方面的表现，并以小型核反应堆的闭式布雷顿循环为研究对象，建立数学模型，计算分析使用不同混合比例的氦氙气体的闭式布雷顿循环的效率与比功，此外还研究了不同系统参数对于布雷顿循环效率的影响。结果表明，平均摩尔质量为40 g/mol的氦氙混合气体更适合作为小型核反应堆闭式布雷顿循环的工质，相较于氦气，其可以显著降低涡轮机械的气动载荷到14%，从而减小涡轮机械的尺寸与重量，并且换热系数与氦气相当，但氦氙气体输运性质相对较差，使得系统压损增大，效率降低。