材料

Questek授予1210万美元用于为核反应堆设计新的3D印刷合金

美国能源部(DoE)授予Questek创新,计算材料设计专家,小型企业创新研究的110万美元(SBIR)第二阶段资金。该公司将利用资金设计和资格新颖的材料和3D印刷过程,专门用于未来核反应堆的发展。

Questek希望第二阶段项目将产生具有新的兼容耐火合金的成本效益的冷喷涂性制造方法。这些耐火合金将用作表面层的顶部asme.- 提供的结构材料,提供具有改善的耐腐蚀性和温度稳定性的核反应堆。

该公司还使用3D印刷材料开发商Solvus Global.和Vilupanur Ravi教授Cal Poly Pomona.,在竞标中用材料专业知识加强项目。

Pin Lu博士,Questek的主要调查员解释说,“冷喷雾是最有效和最经济的涂装技术之一,以大大延长下一代核反应堆的寿命。我们很兴奋地为这个机会应用我们经过验证的计算材料设计方法,以设计新颖的高性能冷水可耐火材料,提高经济可行性和未来清洁能源的性能。“

Questek先前已开发出用于粉末床融合的高温铝合金。照片通过Questek。
Questek先前已开发出用于粉末床融合的高温铝合金。照片通过Questek。

熔盐反应器

该项目涉及一种非常具体的核裂变反应器,称为熔融盐反应器(MSR)。MSRS是特别的,因为它们使用熔盐混合物作为其主要燃料和/或核冷却剂。与在非常高的压力下操作的典型光水反应器不同,MSRS可以在大气压下运行。这意味着它们通常更小,更便宜,更安全,因为灾难性爆炸的风险降低。

MSRS的另一个关键特征是它们不发出放射性裂变气体,因为它们自然被吸收到熔盐中。据报道,这消除了周围土地污染的风险,这可能是野生动物和人类的主要安全问题。

不幸的是,用于MSRS的ASME代码批准的材料通常缺乏耐盐性,限制了它们对长期清洁能源应用的潜力。因此,需要耐腐蚀涂层 - 挑战Questek正在进行中。

由橡树岭国家实验室开发的熔盐反应堆。照片来自橡树岭国家实验室。
由橡树岭国家实验室开发的熔盐反应堆。照片来自橡树岭国家实验室。

耐火合金和冷喷涂

作为该项目第一阶段的一部分,Questek已经设计了一组使用其集成计算材料工程(ICME)技术的钼基合金。材料已在冷喷雾3D印刷试验中进行测试,成功涂布316不锈钢结构并改善其熔融腐蚀耐腐蚀性。现在,该公司将应用其技术探索涉及铌,钨,钽等额外耐火材料的合金设计。

索伦·博士博士,索尔普斯全球联合创始人兼首席执行官,增加,“通过冷喷雾施加的功能分级涂层的进一步发展将增加关键技术的商业化。该项目团队结合了成功将材料解决方案脱离实验室和工业所需的所有关键方面,从建模到生产规模。我们期待继续进行项目参与,我们已准备好将这种材料解决方案以核产业规模提供。“

核能部门的3D打印

随着金属3D印刷和材料研究的进步,添加剂制造却看到核应用的使用增加。今年早些时候,科学家来自韩国原子能研究所3D打印的大安全阀具有足够的电阻性能使其在核反应堆内使用。通过组合3D打印和数控加工,该团队能够用一套复杂的内部冷却通道制造30kg龙头,使其具有“1”核安全性的“1”水平。

别处,普渡大学之前已收到过来自能源部的80万美元拨款加速3D印刷核反应堆核心的发展。由...领着橡树岭国家实验室,该项目旨在建立和介绍世界上第一个3D打印微反应器到2023使用定向能量沉积(DED)技术。

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这是由橡树岭国家实验室开发的熔盐反应堆。照片来自橡树岭国家实验室。

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