Национальная лаборатория Оук-Ридж (ORNL) разработала, напечатала и успешно протестировала капсулу для образцов для своего Реактора изотопов высокой интенсивности (HFIR). Это достижение представляет собой значительный прорыв в аддитивном производстве, которое позволяет создавать, персонализировать и квалифицировать сложные формы быстрее и дешевле, чем традиционные методы производства.
Капсулы «кролик» в ядерных исследованиях
Капсулы для образцов, обычно известные как капсулы «кролик», используются в исследованиях материалов и ядерного топлива для размещения экспериментов, подвергаемых облучению в тестовом реакторе.
Чтобы продемонстрировать, что аддитивное производство может производить и квалифицировать капсулу «кролик» для использования в реакторе, ORNL использовала лазерный принтер с порошковой постелью для печати капсулы из нержавеющей стали, которая затем была собрана, загружена и запечатана.
Успешные испытания в реакторе
Капсула была вставлена в HFIR почти на месяц, где она успешно выдержала эффекты среды высокой нейтронной интенсивности реактора. Это достижение является важным шагом к демонстрации того, что аддитивное производство может использоваться для разработки и квалификации специализированных компонентов, которые невозможно изготовить традиционными методами.
«Это важный шаг к демонстрации того, что аддитивное производство может использоваться для разработки и квалификации специализированных компонентов, которые невозможно изготовить традиционными методами», — прокомментировал Ричард Ховард, руководитель группы инженерии облучения ORNL.
Взгляд в будущее
Исследовательская команда ORNL проведёт пост-облучательную оценку аддитивно изготовленной капсулы «кролик» этой зимой. Ожидается, что успешные испытания капсулы проложат путь к использованию других аддитивно изготовленных компонентов в критически важных для безопасности приложениях в сообществе ядерной энергетики и в других высоко регулируемых отраслях, имеющих строгие стандарты состава материалов, дизайна и квалификации.
Потенциал аддитивного производства
Команда, создавшая 3D-напечатанную капсулу «кролик», планирует использовать геометрическую гибкость, предлагаемую аддитивным производством, для создания более сложных конструкций с уникальными характеристиками, которые трудно изготовить традиционными методами.
Эта работа поддержана программой Расширенных технологий материалов и производства Министерства энергетики США, целью которой является ускорение коммерциализации новых материалов и технологий производства путём демонстраций и внедрений.