3D打印也能造出核燃料和反应堆组件了

2022-03-03 12:30:14 来源：新浪科技

目前，伴随着金属和高科技复合材料的快速发展，3D打印技术现已在航空航天和医疗领域取得了重大进展，增材制造也被视为生产小型、安全的下一代核反应堆的关键技术。

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最新实例是来自美国西雅图市的超安全核公司（USNC），该公司从橡树岭国家实验室获得一项新型3D打印技术授权，该方法可使该公司不采用金属、而是工程陶瓷来制造能抵抗辐射和极端温度条件的核反应堆组件，从而开发安全性新一代反应堆。

超安全核公司正在制造微型模块化反应堆，部署这些反应堆的成本将高达数千万美元，而目前的大型反应堆需要数十亿美元，该公司计划在2026年前部署其第一座反应堆。此外，超安全核公司还致力地开发适用于核动力火箭的小型反应堆，该安全设计依赖于一种坚固燃料，它是由微陶瓷涂层的铀燃料颗粒制成，被包裹在碳化硅基质中。

这种新型3D打印技术结合采用一种特殊陶瓷工艺的粘合剂喷涂打印，可使某些零件设计成新的复杂几何形状，此前此类制造工艺是不可能实现的。

碳化硅是一种工程陶瓷，现已被用于坦克装甲、特种电子设备和航空航天制造领域，但要用这种陶瓷材料锻造出结构复杂的反应堆部件，仅依靠机械加工或者铸造等传统方法是很难实现的。

然而，新的3D打印技术却能突破该技术难题，利用该技术不仅可以更快、更经济地生产反应堆组件，还可以为某些组件设计出新的复杂几何结构，超安全核公司的价值定位可以概括为两点：一是设计本质上安全，且具有高度先进的核能系统；二是采用高度安全、耐高温的材料作为燃料。碳化硅3D打印是一种提供新可能性的技术，但也需要进行彻底审查，从而确保制造材料及其性能符合严格的核许可和监管要求。

事实上，3D打印在核工业制造领域并非新鲜事物，2017年，西门子公司成为全球首家在核电站安装3D打印部件的公司，斯洛文尼亚一家核电站的消防水泵上使用一个3D打印小金属部件。从那以后，其他人在商业反应堆中投入更多、更大的3D打印部件。

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