美橡樹嶺研發3D打印微堆

【世界核新聞網站2020年5月12日報道】 美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)正在牽頭實施“轉型挑戰反應堆”(TCR)建設計劃。

TCR計劃于2019年啟動，目標是集成3D打印等先進制造技術、新材料、計算科學等領域的最新研發成果，于2023年建成一座微型反應堆。該計劃將充分利用橡樹嶺在設備制造、材料、核科學、核工程、數據分析及相關領域的創新能力。

橡樹嶺表示，TCR將使用新型先進材料，并采用一體化的傳感器和控制部件，建設一座先進反應堆，目標是依靠科技進步降低反應堆造價，并為反應堆的設計、制造、取證和運行開辟一條新的道路。

TCR計劃已完成多項基礎實驗，包括堆芯設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打印技術用于快速制造原型堆芯的敏捷性。研究人員未來將進一步優化已選定的設計和流程。

TCR堆芯位于使用傳統技術制造的不銹鋼壓力容器中。堆芯由氮化鈾三元結構各向同性(TRISO)燃料和堆芯結構件組成。堆芯結構件使用3D打印技術制造，材料為碳化硅。燃料塊布置在不銹鋼結構中，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現臨界所需的高豐度低濃鈾數量。TCR將成為橡樹嶺建設的第14座核反應堆。

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