研究人员利用Nano Dimension 3D打印技术增强核废料管理能力

2025年2月28日，南极熊获悉，由曼彻斯特大学衍生的公司Aletheia Imaging Solutions与德国SKZ研究机构合作，利用增材制造技术改善核废料管理。早些时候，Aletheia接受了首尔国立大学核能研究所的委托，负责开发3D校准标准件，以提高X射线CT扫描数据的测量准确性。这种无损评估（NDE）过程可以评估废物形式的状态，即封装和固定放射性核废料的固体材料。

△Nano Dimension的Fabrica 2.0 3D打印机

此前，使用地质聚合物、石英玻璃和氧化铝来制造小型参考组件时，由于表面缺陷导致失败。因此，Aletheia联合SKZ，利用Nano Dimension的Fabrica 2.0 3D打印机，制作了原型并生产出低成本、高分辨率的校准基准，从而确保了非破坏性评估（NDE）结果的准确性。

Aletheia联合创始人兼科学总监Samuel Johnston表示：“我们对计划的进展和成果感到满意。Aletheia、SKZ和Nano Dimension已经在推动这一激动人心的项目的实际应用方面发挥了作用，并将继续这样做。”

△Aletheia Imaging Solutions的3D校准目标之一

微型3D打印优化核废料管理

Aletheia Imaging Solutions，成立于2021年，是一家专注于工业计量的公司，专注于开发用于验证非破坏性检测（NDE）中X射线扫描准确性的测试对象。首尔国立大学的核能研究团队寻求Aletheia的帮助，以提升研究团队废物形态检测的NDE准确性。

放射性废物的安全储存和控制至关重要，直到它的辐射水平降至更安全的范围。为解决这个问题，首尔的科学家们正在开发基于地质聚合物的新型废物形式，旨在固定放射性碳-14。这些结构需要通过基于X射线的NDE方法进行检查和验证。通过结合具有精确、预定尺寸的空间分辨率目标，可以优化X射线CT扫描的准确性，从而允许研究人员和工程师更有效地校准测试系统，并获得更可靠的结果。

△Nanofabrica的微尺度3D打印技术示意

为满足这些需求，Aletheia与SKZ合作制造了测试件，以帮助验证X射线CT扫描的准确性，并评估它们对废物中微小缺陷或损坏的检测能力。SKZ自2011年成立以来，一直在增材生产领域积累专业知识，并利用Fabrica 2.0制造了这些目标基准的塑料迭代。这款高分辨率DLP 3D打印机最初被称为Fabrica Tera 250，后于2021年4月被Nano Dimension收购。

2023年1月，SKZ购置了具有1.9微米分辨率的系统，使它能够以低成本制作原型设计并微调参数，从而提高了目标的质量和尺寸精度。Nano Dimension表示，3D打印技术使团队能够根据不断变化的客户需求快速调整测试部件的设计。进一步的改进有望提高尺寸保真度和几何精度，以支持更广泛的应用场景。

最终，通过这个项目，团队成功利用X射线CT扫描揭示了基于偏高岭土的地质聚合物废物的内部结构。首尔国立大学的研究人员强调了非破坏性技术在评估结构完整性方面的重要性，并认为这项研究为未来NDE应用奠定了坚实的基础。

尽管最初为学术研究设计，Nano Dimension认为这项技术具有广泛的应用潜力，特别是在放射性废物容器的工业评估方面。这项合作展示了3D打印技术在解决复杂工业问题中的重要性，尤其是在提高核废料管理的安全性和效率方面。