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3D打印竟可用于核反应堆部件？

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江苏激光联盟指南：

<跨度>3D打印，也称为增材制造（AM），是一种通过逐层打印来构造物体的技术。它适用于复杂部件的生产，在很多领域都有广泛的应用（见本联盟3D打印相关文章）。不仅如此，该技术在核能领域也有着广泛的应用，今天我们将走进美国，共同探索这一领域。

< span>▲ORNL 使用新的增材制造技术为法马通的沸水反应堆燃料组件 3D 打印通道紧固件。 TVA Browns Ferry 核电站安装了四个组件（其中一个如图所示）。来源：法马通

美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）制造示范工厂生产的四款产品首批3D田纳西河谷管理局 (TVA) 阿拉巴马州雅典市布朗斯渡轮核电站 2 号机组已安装印刷燃料组件，目前正在正常运行。

这些组件是“变革挑战反应堆演示”（The Transformional Challenge Reactor Demonstration Program，TCR）共同开发的。尽管通道紧固件的直线几何形状是不对称的，但它非常适合增材制造在核反应堆中的首次应用。

▲TCR 3D打印来源：中核网

< span>▲TCR 打印的模型来源：中国核网

ORNL 的 TCR 项目主管 Ben Betzler 说：“在reactor 3D 打印组件的部署是一项里程碑式的举措，展示了在高度监管的环境中交付合格组件的可能性。该项目将基础科学和应用科学技术联系起来，提供实用的解决方案，并展示先进制造如何改变反应堆技术和组件。”

ORNL安全与数字化制造部门负责人瑞安·德霍夫 (Ryan Dehoff) 解释说：“ORNL 实施一体化发展战略——最先进的打印能力、世界一流的机械加工专业知识、新一代数字化制造技术，以及全套综合表征和测试设备。 "

TCR 目前该计划的重点是进一步推动技术成熟，通过部署这些技术在行业中展示和应用先进制造、人工智能、集成传感和组件信息化认证数字平台。

ORNL 广泛的核研发活动旨在提供科学和技术扩大国家核电站可行性和运行的逻辑突破，同时加快部署新的先进核电技术。

Framatome 北美燃料研发经理 John Strumpell 说：“与 TVA 和 ORNL 的合作使我们能够部署创新技术并探索新兴的 3D 打印市场. , 从而推动核能产业的进步和发展。该项目为各种3D打印部件的设计和制造提供了基础，这些部件将有助于创造清洁能源的未来。” p>

▲Framatome 的 G?sgen，瑞士核电站

TVA 核技术创新总监 Dan Stout 说：“TVA 积极参与未来新核技术的开发。在创新制造方法上的合作可以为进一步用于现有核电站以及先进反应堆和小型模块化反应堆铺平道路。”布朗斯费里核电站于 2021 年 4 月 22 日恢复运营。核电站被关闭以取代各种组件，以实现持续安全可靠运行和无碳输电。本文所述组件将在反应堆中保留六年，在此期间将进行定期检查。

来源：橡树岭国家实验室

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文章来源：《北京印刷学院学报》网址: http://www.bjysxyxb.cn/zonghexinwen/2021/0813/956.html