Ultra Safe Nuclear Corporation ( USNC) a adopté deux imprimantes 3D de la société de technologie de fabrication additive Desktop Metal pour former du carbure de silicium de qualité nucléaire destiné à être utilisé dans son combustible nucléaire entièrement microencapsulé en céramique ( FCM).

Les pastilles de combustible FCM contiennent des praticles TRISO - représentés en bleu - enrobés de carbure de silicium ( Image : USNC)

Les imprimantes proviennent de la gamme X-Series de systèmes de projection de liant de Desktop Metal. USNC prévoit d 'adopter deux autres machines plus tard cette année, Desktop Metal dit.

Le combustible FCM de l 'USNC - que l'entreprise a l'intention d'utiliser dans son Micro Réacteur Modulaire ( MMR) - incorpore des particules de combustible TRISO ( oxycarbure d'uranium tristructural isotrope) enrobées dans une matrice de carbure de silicium. Selon une étude de cas réalisée par Desktop Metal, l 'application d'imprimantes 3D à jet de liant facilite une étape clé dans la fabrication du carburant.

Jet de liant L 'impression 3D jet d'encre un liant dans un lit de particules de poudre telles que le métal, le sable ou la céramique pour créer une partie solide, une couche mince à la fois, sans avoir besoin de l'outillage dur utilisé dans les méthodes traditionnelles de traitement de la céramique technique. En outre, contrairement aux procédés d 'impression 3D qui reposent sur des températures élevées pendant le processus de dépôt pour faire fondre les particules métalliques afin de les connecter, l'ensemble du processus est réalisé à basse température : une considération importante pour le carbure de silicium, qui a un point de fusion élevé.

L 'impression directe à partir de fichiers de conception numériques sans avoir besoin d'outillage permet d'itérer rapidement les conceptions et de créer des formes uniques qu'il n'est pas possible de fabriquer autrement.

« Le Binder jetting est un procédé fiable, à haut rendement et à faible coût pour notre production en série complexe », a déclaré Kurt Terrani, vice-président exécutif de la division Core de l 'USNC. « La capacité de matériaux avancés des machines de la série X est fondamentale pour notre approche novatrice de la conception des carburants. »

Une imprimante de petit format de la série X, InnoventX, est déjà installée dans les installations de l 'USNC à Salt Lake City, dans l'Utah, et la matrice de combustible nucléaire a été développée pour être mise à l'échelle sur les plus grands systèmes X25Pro et X160Pro.

Plus tôt cette année, l 'UNSC a autorisé un procédé d'impression 3D pour la fabrication de carbures céramiques réfractaires en utilisant l'impression par jet de liant combinée à l'infiltration de vapeur chimique du Oak Ridge National Laboratory. Elle a également annoncé qu 'elle prévoit commencer ses activités plus tard cette année dans une usine pilote d'Oak Ridge, au Tennessee, où la poudre d'uranium d'alimentation sera transformée en particules de combustible TRISO.

Le MMR de l 'USNC est un réacteur thermique de 15 MW et un réacteur électrique à haute température refroidi au gaz de 5 MW qui fait actuellement l'objet d'une autorisation au Canada et aux États-Unis. Global First Power prévoit construire et exploiter une unité de MMR aux Laboratoires de Chalk River au Canada d 'ici 2026.

Recherché et écrit par World Nuclear News