ORNL、HFIR試験用原子炉向けに初の3Dプリント「ウサギカプセル」を開発

ORNL、HFIR試験用原子炉向けに初の3Dプリント「ウサギカプセル」を開発
この投稿は warrior bear によって 2025-1-17 20:50 に最後に編集されました。

2025 年 1 月 17 日、アンタークティック ベアは、米国エネルギー省の報告書によると、原子力エネルギー用途の付加製造技術を専門とするオークリッジ国立研究所 (ORNL) の研究者が、同センターの高中流束同位体原子炉 (HFIR) 用のサンプル カプセル (通称「ラビット カプセル」) を設計、3D プリントし、テストしたことを知りました。これは、原子炉で使用するための部品の製造と認定における積層造形の初めての成功例となります。

ラビットカプセルは、試験炉で照射される実験材料の容器として機能し、核燃料や材料の研究に不可欠です。 ORNL はレーザー粉末床溶融結合 (LPBF) プロセスを使用して、組み立てられ、実験材料が装填され、密封されたステンレス鋼カプセルを作成しました。カプセルは HFIR の強力な中性子束環境に約 1 か月間置かれ、極限の条件にうまく耐え、原子力用途における積層造形の実現可能性を実証しました。
△HFIRは1965年に完成し、運転出力は85MWです。その定常中性子ビームは米国で最も強力な原子炉中性子源です。 HFIR によって生成される熱中性子と冷中性子は、物理学、化学、材料科学、工学、生物学の研究に使用できます。毎年 500 人を超える研究者が、高い中性子束、一定の出力密度、一定長の燃料サイクルを利用して中性子散乱研究を行い、凝縮物質の基本的な特性を調べています。
ORNLの放射線工学グループの責任者リチャード・ハワード氏は、この成果の重要性を強調し、従来の機械加工では製造できない特殊な部品を積層造形で開発し、認定する方法を実証する重要な一歩だと述べた。
原子力分野における積層造形の使用には、さまざまな利点があります。従来の方法では実現が難しい複雑でユニークなデザインが可能になります。また、プロトタイピングを迅速に行い、設計変更をより簡単に統合できるため、生産時間とコストも削減されます。 ORNLの製造実証施設の所長ライアン・デホフ氏は、この技術の将来について楽観的な見方を示し、その信頼性が実証され続ければ、重要な原子炉部品を製造するための標準的な方法になる可能性があると述べた。
テストが成功したことを受けて、ORNL は今冬にカプセルの放射線照射後評価を実施する予定です。これらの評価により、原子炉の過酷な条件下で積層造形部品がどのように機能するかについて、より深い洞察が得られます。
これは、厳格な材料構成、設計、および資格基準を備えた原子力 3D プリントの探求に向けた ORNL の研究における新たな小さな一歩となります。これまでの実験では、小型原子炉全体の 3D プリントが行われており、最近では 3D プリントされた原子炉部品やコンポーネントの検査時間が短縮されています。研究者たちは、積層造形の幾何学的柔軟性を活用して、他の方法では製造が困難な、より複雑で革新的な部品を作成することを目指しています。
このプロジェクトは、研究、実証、展開を通じて新しい材料と製造技術の商業化を加速することに取り組んでいる米国エネルギー省の先進材料および製造技術プログラムによってサポートされています。
原子炉

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