美橡樹嶺研發(fā)3D打印微堆

【世界核新聞網(wǎng)站2020年5月12日報道】 美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)正在牽頭實(shí)施“轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)反應(yīng)堆”(TCR)建設(shè)計劃。

TCR計劃于2019年啟動，目標(biāo)是集成3D打印等先進(jìn)制造技術(shù)、新材料、計算科學(xué)等領(lǐng)域的最新研發(fā)成果，于2023年建成一座微型反應(yīng)堆。該計劃將充分利用橡樹嶺在設(shè)備制造、材料、核科學(xué)、核工程、數(shù)據(jù)分析及相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力。

橡樹嶺表示，TCR將使用新型先進(jìn)材料，并采用一體化的傳感器和控制部件，建設(shè)一座先進(jìn)反應(yīng)堆，目標(biāo)是依靠科技進(jìn)步降低反應(yīng)堆造價，并為反應(yīng)堆的設(shè)計、制造、取證和運(yùn)行開辟一條新的道路。

TCR計劃已完成多項(xiàng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，包括堆芯設(shè)計的選擇以及為期三個月的“沖刺”。后者的主要目的是證明將3D打印技術(shù)用于快速制造原型堆芯的敏捷性。研究人員未來將進(jìn)一步優(yōu)化已選定的設(shè)計和流程。

TCR堆芯位于使用傳統(tǒng)技術(shù)制造的不銹鋼壓力容器中。堆芯由氮化鈾三元結(jié)構(gòu)各向同性(TRISO)燃料和堆芯結(jié)構(gòu)件組成。堆芯結(jié)構(gòu)件使用3D打印技術(shù)制造，材料為碳化硅。燃料塊布置在不銹鋼結(jié)構(gòu)中，并與氫化釔慢化劑混合在一起。氫化釔慢化劑能夠最大限度地減少實(shí)現(xiàn)臨界所需的高豐度低濃鈾數(shù)量。TCR將成為橡樹嶺建設(shè)的第14座核反應(yīng)堆。

橡樹嶺2020年3月向BWX技術(shù)公司(BWX Technologies)授予TCR燃料制造合同。