Ядро ​​реактора на 3D-принтері

У США команда вчених заявила, що збирається надрукувати ядро ​​реактора на 3D-принтері. Вони вже визначилися з дизайном і компонентами, а також надрукували прототип, і в даний час працюють над його удосконаленням.

Проект інженерів і фізиків з Національної лабораторії Ок-Ріджа отримав назву Transformational Challenge Reactor (TCR). Проект передбачає будівництво ядра реактора з вбудованими датчиками і системою управління за новою технологією до 2023 року.

За словами технічного директора програми TCR Курта Террані, ядро ​​реактора буде надруковано на 3D-принтері з карбіду кремнію, надзвичайно міцного матеріалу, який практично неможливо розплавити. Ядро, спроектоване в Ок-Рідж, має висоту менше 50 сантиметрів і буде розміщуватися в реакторі, який не набагато більше пивної кеги. Але коли він буде підключений до мережі, реактор зможе виробляти до 3 мегават електроенергії, чого вистачить для потреб більш ніж 1 тис. будинків. Друк реактора може зайняти всього декілька тижнів.

Террані зазначає, що TCR – це вдосконалений газоохолоджувальні реактор, де в якості теплоносія використовується гелій, в той час як в більшості діючих реакторів у США використовується вода. Такі реактори надзвичайно економічні, тому що можуть працювати при дуже високих температурах. Наприклад, TCR може працювати при температурі близько 649 градусів Цельсія. Також відмічають, що 3D-друк активної зони реактора зробить її ще більш ефективною.

Також 3D-друк допоможе інженерам-атомникам краще зрозуміти, що відбуватиметься всередині активної зони після запуску реактора. У звичайному реакторі активна зона контролюється ззовні. Але нові дизайни з підтримкою 3D-друку дозволяють вбудувати датчики, які будуть надавати дані безпосередньо з ядра.

Інженер-ядерник з Університету Теннессі Ніколас Браун говорить, що вартість нових деталей для реактора дуже висока, тому що їх сертифікація зазвичай включає в себе процес “зроби і подивися”. Нову деталь поміщають в випробувальний ядерний реактор, щоб подивитися, як вона працює. Після інженери вносять зміни в деталь, грунтуючись на попередніх висновках. Процес повторюється до тих пір, поки продуктивність не буде відповідати очікуванням.

Террані сподівається, що разом з появою деталей, роздрукованих на 3D-принтерах, цей процес спроститься. Він каже, що пристрій 3D-друку може легко створювати сотні гігабайт інформації про якість деталі. Будь-які дефекти будуть виявлятися в даних, і не буде необхідності використовувати ультразвук, а також інші дорогі тести для пошуку помилок.
Крім цього, для перевірки масиву даних учені навчають штучний інтелект.

Більше інформації: https://bit.ly/3ciZQgr
Фото: Vincent Paquit/Oak Ridge National Laboratory, US Department of Energy (на фото команда TCR виконує аналіз нейромережевих даних, виявляючи аномалії компонента в конкретних місцях).