美橡树岭研发3D打印微堆

【世界核新闻网站2020年5月12日报道】 美国橡树岭国家实验室(ORNL)正在牵头实施“转型挑战反应堆”(TCR)建设计划。

TCR计划于2019年启动，目标是集成3D打印等先进制造技术、新材料、计算科学等领域的最新研发成果，于2023年建成一座微型反应堆。该计划将充分利用橡树岭在设备制造、材料、核科学、核工程、数据分析及相关领域的创新能力。

橡树岭表示，TCR将使用新型先进材料，并采用一体化的传感器和控制部件，建设一座先进反应堆，目标是依靠科技进步降低反应堆造价，并为反应堆的设计、制造、取证和运行开辟一条新的道路。

TCR计划已完成多项基础实验，包括堆芯设计的选择以及为期三个月的“冲刺”。后者的主要目的是证明将3D打印技术用于快速制造原型堆芯的敏捷性。研究人员未来将进一步优化已选定的设计和流程。

TCR堆芯位于使用传统技术制造的不锈钢压力容器中。堆芯由氮化铀三元结构各向同性(TRISO)燃料和堆芯结构件组成。堆芯结构件使用3D打印技术制造，材料为碳化硅。燃料块布置在不锈钢结构中，并与氢化钇慢化剂混合在一起。氢化钇慢化剂能够最大限度地减少实现临界所需的高丰度低浓铀数量。TCR将成为橡树岭建设的第14座核反应堆。

橡树岭2020年3月向BWX技术公司(BWX Technologies)授予TCR燃料制造合同。