باحثو INL يخلقون وقودًا نوويًا مستوحى من الطبيعة باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد
قام فريق من المختبر الوطني في إيداهو (INL) في الولايات المتحدة بتقديم مفهوم ثوري لـالوقود النووي. يبتعد هذا التصميم عن الأشكال التقليدية ليقلد أنماطًا فعالة ملاحظة في علم الأحياء، مثل الخلايا السداسية في خلية النحل. السر في تحقيق هذه الهندسيات المعقدة يكمن في استخدام تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد. 🐝⚛️
تمكن التصنيع الإضافي من تصاميم كانت مستحيلة سابقًا
الـطباعة ثلاثية الأبعاد، أو التصنيع الإضافي، هي الركيزة التكنولوجية لهذا التقدم. تسمح بإنتاج أوقات ذات هندسة داخلية محددة ومسيطر عليها، وهو أمر لا تستطيع طرق الإنتاج التقليدية تحقيقه. يساعد هذا التحكم الدقيق في الهيكل الداخلي على توجيه تدفق الحرارة وتوزيع المنتجات الناتجة أثناء الانشطار النووي بشكل متجانس.
المزايا الرئيسية لهذا النهج:- إدارة حرارية فائقة: توفر الهياكل الخلوية سطحًا كبيرًا لنقل الحرارة، مما يساعد الوقود على العمل عند درجات حرارة أكثر أمانًا واستقرارًا.
- متانة أعلى: من خلال تصميم الهيكل الدقيق، يمكن تعزيز المادة لتتحمل الضغوط الداخلية والإشعاع الشديد داخل المفاعل بشكل أفضل.
- توزيع مسيطر: تسمح الهندسة بحصر وإدارة غازات الانشطار التي تُطلق، وهي مشكلة شائعة في الأوقات الحالية.
مستقبل الطاقة النووية لا يكتب فقط بالذرات، بل أيضًا بالنحل وطابعة ثلاثية الأبعاد جيدة.
الاقتصاد الحيوي: تقليد الطبيعة للتحسين
يتبنى المشروع نهجًا اقتصاد حيوي، الذي يعتمد على تقليد الحلول التي صقلتها التطور على مدى ملايين السنين. هياكل مثل خلايا النحل أو العظام فعالة بشكل طبيعي، تجمع بين الخفة والمقاومة الميكانيكية الاستثنائية. تطبيق هذه المبادئ في المجال النووي يهدف إلى حل القيود التقنية للأوقات التقليدية.
أهداف التصميم الاقتصاد الحيوي في الوقود:- تحسين النسبة بين مقاومة المادة ووزنها.
- إنشاء قنوات داخلية تحسن إجلاء الحرارة المتولدة.
- تقليل نقاط الفشل وتراكم الضغوط الضارة.
التأثير المحتمل في مفاعلات البحث
رغم أن هذا التطوير يركز في البداية على مفاعلات البحث، إلا أن تداعياته كبيرة. تحقيق أوقات أكثر متانة وأمانًا يمكن أن يمدد الدورات