USNCはORNLに原子炉部品の製造に積層造形法を使用する許可を与え、3Dプリンティングは新たな重要な一歩を踏み出した。

USNCはORNLに原子炉部品の製造に積層造形法を使用する許可を与え、3Dプリンティングは新たな重要な一歩を踏み出した。
南極のクマの紹介: 米国超安全原子力公社 (USNC) は、オークリッジ国立研究所 (ORNL) に、原子炉の複雑なコア部品を製造するために積層造形技術を使用する許可を与えました。ORNL の 3D 印刷技術により、同社はシリコンカーバイド部品をより効率的に製造し、従来の製造方法では実現できない複雑な幾何学的形状を実現できるようになります。

アンタークティック・ベアは、2022年1月に米国ウルトラセーフ原子力公社(USNC)が、米国エネルギー省(DoE)オークリッジ国立研究所(ORNL)近くのテネシー州オークリッジにパイロット燃料製造(PFM)事業を設置すると発表したことを知りました。

△USNCはORNに対し、複雑な原子炉部品の製造に積層造形法を使用することを認可した。写真提供:カルロス・ジョーンズ/ORNL

核燃料ソリューションと開発の加速
新しい USNC 施設は、ORNL と米国エネルギー省の国家核安全保障局の Y-12 (国家安全保障複合施設) の専門知識を活用し、付加製造技術の助けを借りて高度な核燃料ソリューションの開発を加速します。

米国の核兵器抑止力を確保するために、Y-12を導入する。核物質の回収と保管、米海軍原子炉への燃料供給、および他の政府機関や民間部門の組織に対する補完的な業務を担当します。

USNC「テネシー州コミュニティ経済開発局とテネシー川流域開発公社から受けた強力な支援により、オークリッジがPFM施設の所在地として選ばれました。」

△ ORNL が Framatome 原子炉燃料集合体用に 3D プリントしたチャネル ファスナー。写真はFramatomeより
ORNLの能力を活用する
シアトルに本社を置く USNC は、マイクロリアクターと原子力発電技術の開発における世界的リーダーです。同社は1月、炭化ケイ素などの耐火金属を3Dプリントして原子炉部品に利用する新技術をORNLにライセンス供与したと発表した。

ORNL の技術は、バインダー ジェット 3D 印刷と化学蒸気浸透プロセスを組み合わせて、より複雑な原子炉コンポーネントをより効率的に製造します。 USNC は、この方法のライセンスを取得した後、付加製造を通じて、より安全で商業的に競争力のある原子炉用発電設備を開発し、導入することを目指しています。

USNC は、耐高温セラミック炭化ケイ素を使用して原子炉のコア部品を製造しています。この材料を使用した原子炉部品の加工は迅速かつ安価です。 ORNL の 3D プリント アプローチにより、同社は従来の製造方法では製造不可能な形状の原子力用シリコン カーバイド部品を効率的に製造できるようになります。

3D プリントが重要な一歩を踏み出す<br /> ORNLのキャシー・マッカーシー教授とシン・サン教授によると、3Dプリントされた原子力部品の認証と適格性は、この技術の将来的な発展における重要な要素であり、USNCによるORNLの付加製造のライセンス供与は、原子力分野における技術にとって重要な前進となる。

△燃料集合体ブラケットは、原子力発電所に挿入される最初の3Dプリント部品です。画像提供:フレッド・リスト/ORNL、米国エネルギー省
「クリーンで信頼性の高い原子力エネルギーの国内リーダーとして、テネシー州はアメリカの電力供給と経済の推進に重要な役割を果たしている」とテネシー州知事ビル・リー氏は述べた。 「オークリッジは、高度なスキルを持つ科学技術労働力、強力なビジネス環境、そして地元の強みにより、USNCにとって最高の立地となっています。」

この施設は今夏に稼働する予定で、主にTRISOコーティングされた燃料粒子と米海軍独自の完全セラミックマイクロカプセル化(FCM)核燃料の製造に重点を置く予定だ。 PFM 施設では、原料ウラン粉末を TRISO 燃料ペレットに加工し、数キログラムの FCM 燃料を生産できるようになります。

以前、ORNL はこれらの目標を達成するために、DOE でさまざまな製造技術を開発し、実験してきました。これには、ORNL から以前にライセンスを受けた 3D 印刷プロセスも含まれます。

最終的に3Dで製造された部品は関連する技術テストに合格し、製造された原子力発電所の3Dプリント部品は、USNCのマイクロモジュラーリアクター(MMR)やその他の陸上および宇宙エネルギーシステムに燃料を供給するニーズを満たすために新しい製造施設で使用される予定です。

USNC は新しい PFM 施設に 1,200 万ドル以上を投資しており、追加の資金提供も予定されています。新しい施設は、操業開始から2年間以内に30人以上の高度なスキルを要する雇用を創出すると予想されています。



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