基于3D打印制作更加安全的核反应器

导读：超安全核电公司（Ultra Safe Nuclear Corp）将用超坚固的陶瓷打印燃料和反应堆部件

🔺Ultra Safe Nuclear Corp.最终希望3D打印的陶瓷封装的复制品

金属和高科技复合材料进行3D打印技术已经逐步在航空航天和医疗领域发挥作用。增材制造也被视为生产小型、安全的下一代核反应堆的关键技术。最新的例子来自总部位于西雅图的Ultra Safe Nuclear Corp.，该公司已从橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）获得了一种新颖的3D打印技术许可。该方法将使该公司能够制造核反应堆部件，采用技术陶瓷制造，这些陶瓷对辐射和极端温度的抵抗力更强，使他们能够加快开发更加安全的下一代反应堆。

USNC正在制造微型模块化反应堆，该公司表示，部署成本应该达到数千万美元，而不是当今大型反应堆所需的数十亿美元，并计划在2026年之前部署其第一个反应堆。该公司还在开发用于核动力火箭的紧凑型反应堆，其安全设计依赖于：封装在碳化硅基体中的陶瓷涂层铀燃料颗粒制成的坚固燃料。橡树岭的3D打印技术将粘合剂挤出打印与特殊的陶瓷生产工艺相结合，生产设计结构新颖的新部件。

碳化硅是一种工程陶瓷，已经用于坦克装甲和特种电子以及航空航天应用。但是，使用这种陶瓷锻造复杂形状的反应器部件是极其困难的，使用常规方法（如加工或铸造）非常困难。橡树岭实验室的3D打印技术将粘合剂喷射打印与特殊的陶瓷生产工艺相结合，使USNC能够通过碳化硅打印复杂的几何形状。

"以高度安全和耐高温的材料为燃料，设计本质安全和高度先进的核能系统。”Terrani说，新许可的3D打印技术将成为USNC制造过程的关键部分。该公司将用它来制造用于其核燃料的碳化硅外壳，并为其反应堆生产非燃料结构部件。先进的陶瓷基反应器系统应该比主要使用金属部件的传统反应堆系统更安全。"碳化硅3D打印是一项新技术，提供了新的可能性，但它也需要彻底的审查，以确保所得材料及其性能符合严格的核许可和监管要求，"他说。幸运的是，橡树岭实验室的研究人员近年来在核反应堆内外广泛测试了这些新型3D打印材料。事实上，3D打印对核工业来说并不陌生。2017年，西门子成为第一家在核电站安装3D打印部件的公司：斯洛文尼亚一家工厂使用的消防水泵的小型金属部件。