Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) использовала два 3D-принтера от компании Desktop Metal, специализирующейся на технологии аддитивного производства, для формирования карбида кремния, пригодного для использования в своем инновационном ядерном топливе с полностью керамической микрокапсулой (FCM).

Топливные гранулы FCM содержат пратиклы TRISO-показаны синим цветом-в оболочке из карбида кремния (Изображение: USNC)

Эти принтеры относятся к линейке струйных принтеров серии X компании Desktop Metal. USNC планирует внедрить еще две машины в конце этого года, сообщает Desktop Metal.

Топливо FCM компании USNC, которое она намерена использовать в своем микромодульном реакторе (MMR), включает частицы топлива TRISO (триструктурный изотропный оксикарбид урана), помещенные в матрицу из карбида кремния. Согласно тематическому исследованию, проведенному компанией"Десктоп метал", применение струйных 3D-принтеров облегчает ключевой этап производства топлива.

Струйная трехмерная печать струйными струями представляет собой связующее вещество в слое частиц порошка, таких как металл, песок или керамика, для создания сплошной детали, по одному тонкому слою за раз, без необходимости использования жестких инструментов, используемых в традиционных методах обработки технической керамики. Кроме того, в отличие от процессов 3D-печати, которые опираются на высокие температуры в процессе осаждения для расплавления металлических частиц, чтобы соединить их, весь процесс осуществляется при низких температурах: важное соображение для карбида кремния, который имеет высокую температуру плавления.

Печать непосредственно из цифровых файлов дизайна без необходимости использования инструментов позволяет быстро итерировать дизайн и создавать уникальные формы, которые невозможно изготовить иным способом.

"Струйная обработка связующих-это недорогой, высокопроизводительный, надежный процесс для нашего сложного серийного производства",-сказал Курт Террани, исполнительный вице-президент основного подразделения USNC. "Передовые материальные возможности машин серии X являются фундаментальными для нашего инновационного подхода к проектированию топлива".

Малоформатный принтер серии X, InnoventX, уже установлен на заводе USNC в Солт-Лейк-Сити, штат Юта, и была разработана матрица ядерного топлива для использования в более крупных системах X25Pro и X160Pro.

Ранее в этом году СКООН лицензировала процесс 3D-печати для производства огнеупорных керамических карбидов с использованием струйной печати в сочетании с инфильтрацией химических паров из Национальной лаборатории Оук-Ридж. Она также объявила о том, что планирует начать операции в конце этого года на экспериментальном производственном объекте в Оук-Ридже, штат Теннесси, где исходный урановый порошок будет перерабатываться в топливные частицы TRISO.

Разработанный USNC MMR представляет собой высокотемпературный газоохлаждаемый тепловой реактор мощностью 15 МВт и электрический высокотемпературный реактор мощностью 5 МВт, который в настоящее время проходит процедуру лицензирования в Канаде и США. Global First Power планирует построить и эксплуатировать установку MMR в лаборатории Chalk River Laboratories в Канаде к 2026 году.

Исследователь и автор World Nuclear News