USNC已授权ORNL使用增材制造生产核反应堆组件，3D打印又迈出了重要的一步

南极熊导读：美国超安全核公司(USNC)授权橡树岭国家实验室(ORNL)利用增材制造技术为核反应堆生产复杂的核心部件，ORNL的3D打印技术将使该公司能够更有效地制造碳化硅组件，拥有传统制造无法实现的复杂几何形状能力。

南极熊获悉，2022年1月美国超安全核公司(USNC)宣布将试点燃料制造(PFM)业务设在田纳西州橡树岭，位于美国能源部(DoE)橡树岭国家实验室(ORNL)附近。

△USNC已授权ORN使用增材制造生产复杂的核反应堆组件。照片来自 Carlos Jones/ORNL

加快核燃料解决方案和开发
USNC的新设施将充分利用ORNL和美国能源部国家核安全管理局的Y-12（国家安全综合体）的专业人才，及在增材制造技术的帮助下，加快先进核燃料解决方案的开发。

Y-12简介，为确保美国的核武器威慑能力。负责检索和储存核材料，为美国海军反应堆提供燃料，并为其他政府和私营部门实体提供补充工作。

USNC“我们从田纳西州社区与经济发展部以及田纳西河谷管理局获得的大力支持，因此我们的PFM设施选址在橡树岭。”

△用于Framatome反应堆燃料组件的ORNL 3D打印通道紧固件。照片来自Framatome

受益于ORNL的能力
USNC总部位于西雅图，是微反应堆和核电技术开发的全球领导者。今年1月，该公司宣布已授权ORNL使用新技术将碳化硅等难熔金属3D打印成核反应堆组件。

ORNL的技术将粘合剂喷射3D打印技术与化学气相渗透工艺相结合，可以更有效地制造更复杂的反应器组件。在获得该方法的许可后，USNC的目标是通过增材制造技术，为核反应堆开发和部署更安全、更有商业竞争力的发电设备。

USNC使用耐高温陶瓷碳化硅制造其核反应堆核心部件，用这种材料加工反应堆部件工期短且成本低廉。ORNL的3D打印方法将使该公司能够高效生产核能碳化硅组件，并且拥有传统制造方法无法生产的几何形状能力。

3D打印迈出了重要的一步
根据ORNL教授Kathy McCarthy和Xin Sun的说法，3D打印核组件的认证和资质是该技术未来发展的关键因素，USNC对ORNL增材制造的许可，标志着该技术在核领域向前迈出了重要的一步。

△燃料组件支架是第一个插入核电站的3D打印件。图片来自美国能源部 Fred List/ORNL

“作为清洁、可靠核能的国家领导者，田纳西州在为美国提供动力和推动我们的经济方面发挥着重要作用，”田纳西州州长Bill Lee说。“我们高技能的科技人才、强大的商业环境和当地优势使橡树岭成为USNC的首选地点。”

该工厂预计将于今年夏天投入运营，主要专注于制造TRISO涂层燃料颗粒和USN专有的全陶瓷微封装(FCM)核燃料。PFM设施将能够将原料铀粉末加工成TRISO燃料颗粒，以生产数公斤的FCM燃料。

早些时候，为实现这些目标ORNL在DoE开发并尝试了多种制造技术，其中就包括早些时候从ORNL获得许可的3D打印工艺。

最终3D生产出的组件通过相关技术测试，制造出的核电站3D打印组件将被用于新的生产设施中，以满足为USNC的微型模块化反应堆(MMR)和其他陆地和空间能源系统提供燃料的需求。

USNC 已在新的 PFM 设施上投资了超过 1200 万美元，预计还将提供更多资金。新工厂预计将在其运营的头两年内创造30多个高技能工作岗位。