Ricercatori dell'INL creano combustibile nucleare ispirato alla natura mediante stampa 3D
Un team del Laboratorio Nazionale dell'Idaho (INL) negli Stati Uniti ha presentato un concetto rivoluzionario per il combustibile nucleare. Questo design si allontana dalle forme tradizionali per imitare pattern efficienti osservati in biologia, come le cellette esagonali di un alveare. La chiave per materializzare queste geometrie complesse risiede nell'impiego della tecnologia di stampa 3D. 🐝⚛️
La fabbricazione additiva abilita design prima impossibili
La stampa 3D, o fabbricazione additiva, è il pilastro tecnologico di questo avanzamento. Permette di produrre combustibili con un'architettura interna specifica e controllata, qualcosa che i metodi di produzione convenzionali non possono realizzare. Questo controllo preciso sulla struttura interna serve per dirigere il flusso di calore e distribuire in modo omogeneo i prodotti generati durante la fissione nucleare.
Vantaggi chiave di questo approccio:- Gestione termica superiore: Le strutture cellulari offrono una grande superficie per trasferire calore, il che aiuta il combustibile a funzionare a temperature più sicure e stabili.
- Maggiore durabilità: Progettando la microstruttura, si può rinforzare il materiale affinché resista meglio alle tensioni interne e alla radiazione estrema all'interno del reattore.
- Distribuzione controllata: La geometria permette di contenere e gestire i gas di fissione che si liberano, un problema comune nei combustibili attuali.
Il futuro dell'energia nucleare non si scrive solo con atomi, ma anche con api e una buona stampante 3D.
Biomimesi: copiare la natura per ottimizzare
Il progetto adotta un approccio di biomimesi, che consiste nell'imitare soluzioni che l'evoluzione ha perfezionato durante milioni di anni. Strutture come gli alveari o le ossa sono naturalmente efficienti, combinando leggerezza con una resistenza meccanica eccezionale. Applicare questi principi al campo nucleare mira a risolvere limitazioni tecniche dei combustibili convenzionali.
Obiettivi del design biomimetico nel combustibile:- Ottimizzare il rapporto tra la resistenza del materiale e il suo peso.
- Creare canali interni che migliorino l'evacuazione del calore generato.
- Ridurre i punti di guasto e l'accumulo di tensioni dannose.
Impatto potenziale sui reattori di ricerca
Sebbene questo sviluppo si concentri inizialmente sui reattori di ricerca, le sue implicazioni sono significative. Riuscire a ottenere combustibili più durevoli e sicuri può estendere i cic