تولید هسته رآکتور اتمی با پرینتر سه بعدی؛ ارزان و سریع

آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) که بودجه آن توسط وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا تامین می‌شود، توانسته یک نمونه اولیه از هسته رآکتور هسته‌ای را با پرینتر سه بعدی تولید کند. هدف نهایی این پروژه، تولید یک رآکتور هسته‌ای فول سایز با سنسورها و کنترل‌های ادغام شده با قطعات کمتر برای سال ۲۰۲۳ است.

بر اساس اعلام انجمن جهانی انرژی هسته‌ای، ایالات متحده آمریکا صاحب ۹۸ رآکتور هسته‌ای در ۳۰ ایالت است که ۲۰ درصد برق ملی این کشور را بدون انتشار کربن تامین می‌کند. با این وجود، نیمی از این رآکتورها عمری نزدیک به نیم قرن دارند و تنها برخی از آن‌ها در طول ۲۰ سال اخیر به تولید رسیده‌اند. بسیاری از رآکتورها تا دو دهه آینده بازنشسته خواهند شد و نیاز به جایگزینی آن‌ها با نمونه‌های جدید است.

بنابر دلایلی تعویض رآکتور بسیار دشوار و همچنین گران‌قیمت است، اما بزرگترین علت آن مربوط به مدت زمان طولانی طراحی، ساخت، استقرار، آزمایش و دریافت تاییدیه رسمی برای ورود به شبکه است. برنامه نمایش TCR قصد دارد به این روند سرعت ببخشد و همچنین هزینه‌های مربوط به تولید آن‌ها را کاهش دهد و به همین دلیل از پرینتر سه بعدی استفاده کرده است.

در این پروژه از پرینتر سه بعدی دما بالا به همراه مواد پیشرفته قرن بیست و یکم برای طراحی رآکتور استفاده می‌شود. به گفته ORNL، ساخت نمونه اولیه هسته رآکتور ۳ ماه طول کشیده است. مدیر فنی TCR، «کرت ترانی» درباره این پروژه اعلام کرده:

«ما با سرعت بالایی در حال توسعه توانایی‌های خود برای واقعیت بخشیدن به این پروژه در چندین ماه گذشته بوده‌ایم و هدف ما، اثبات امکان استفاده از این فناوری برای تولید هسته رآکتور هسته‌ای با پرینتر سه بعدی است. اوضاع کنونی فناوری هسته‌ای وخیم است و این یک تلاش اساسی برای حرکت سریع به سمت نوآوری برای جامعه هسته‌ای محسوب می‌شود.»

هم اکنون این برنامه در حال تصحیح طراحی نمونه اولیه با استفاده از نظارت و هوش مصنوعی در هنگام تولید برای ارزیابی مواد و عملکرد آن است. به اعتقاد ORNL اگر این برنامه به سرانجام برسد، می‌تواند به سرعت باعث تغییراتی در صنعت انرژی هسته‌ای شود.