橡树岭实验室3D打印钢制包壳成功通过核反应堆测试

美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）在核组件创新领域设立了一个新里程碑，成功在实验室的高通量同位素反应堆（HFIR）中测试了两个3D打印不锈钢实验胶囊。

这一成就标志着在证明增材制造组件能够满足核应用中所需的严格安全标准方面迈出了重要一步。

这些胶囊在辐射实验中用于容纳样品材料，使研究人员能够测试这些材料在核反应堆中的反应。

胶囊为实验提供压力和控制屏障，这是一个关键的安全特性。

ORNL团队在实验室的制造示范设施（MDF）使用激光粉末床系统3D打印了316H不锈钢胶囊。

评估这种钢是因为它提供高温强度、耐腐蚀和辐射、经过验证的核级性能以及在反应堆环境中安全耐用所需的焊接性。

团队随后组装并验证了这些胶囊，由ORNL的辐射工程组将其插入HFIR。 胶囊在反应堆中进行了为期一个月的辐照，并完好无损地取出。

「随着我们证明这些打印组件的可靠性，我们展望未来，增材制造可能成为生产其他关键反应堆部件的标准做法，」ORNL MDF主任Ryan Dehoff表示。

HFIR提供世界上最高的中子通量环境之一，使研究人员能够在类似核反应堆的条件下测试和验证燃料和材料。

制造和验证实验胶囊以辐照燃料和材料样品是一个成本高且耗时的过程，需要定制材料和设计。

3D打印可以简化实验胶囊的开发，显著降低生产这些组件的成本和时间，最终推动核科学技术的更大创新。

「核材料和燃料研究界被要求验证先进反应堆技术能在非常恶劣的条件下生存。增材制造将扩展我们小组的工具集，以开发创新实验来支持这一关键需求，」ORNL核能与燃料循环部门小组负责人Richard Howard表示。

这项工作由美国能源部核能办公室的高级材料和制造技术项目赞助。

延伸阅读：

美暂停核设备出口许可，核电3D打印应用崛起将成必然

Nature小子刊解码IN617微观世界：数据驱动相场模型助力小型核反应堆研发

西屋电气的核心秘密：当增材制造遇上核反应堆