INL開發出提高核燃料安全性的新3D列印技術：AMAFT

近日，愛達荷國家實驗室（INL）的研究人員正在使用3D列印技術研究用於生產先進核燃料的新方法。生產U3Si2燃料的添加劑製造作為替代製造技術 (AMAFT) 可以提高燃料循環經濟性和安全性。

與煤電和綠色能源不同，核能仍然是一種明顯的分裂形式的能源。原則上，對於我們日益增長的能源需求來說，這是一個非常有效和環保的解決方案，不會產生致當地充滿窒息氣氛的有害排放物。

正如在1986年的切爾諾貝利災難和福島第一核事故之類的事件中，核電的「最壞情況」是絕對最壞的。而福島第一核事故只發生在五年前。

對核能問題的這種擔心也涉及到在地下堆放核廢料的問題，這意味著科學家為提高核電安全而作出的努力，總並是得到整個科學界的讚賞。在INL進行的新研究看起來可能是最新的例子，科學家聲稱使用新的3D列印技術可以提高核電的安全性和效率。

稱為添加劑製造作為替代製造技術，或簡稱為AMAFT，它是生產核反應堆的先進核燃料【如硅化鈾（U3Si2）】的一種方式。該方法由INL的Isabella Van Rooyen博士和Clemente Parga博士以及電廠建築公司Westinghouse的Ed Lahoda開發。

研究人員開發了新的3D列印技術來處理U3Si2燃料，相信這些物質由於其密度和導熱係數而提供特定的安全性，因為這些因素使得燃料佔據了大多數核電廠使用的二氧化鈾（UO2）燃料。

U3Si2可以提高核反應堆的安全性和效率，並且通過用於生產核反應堆的這種新的3D列印技術，INL希望燃料最終可以替代世界上發電廠中更易揮發的二氧化鈾（UO2）燃料。除了安全性之外，該技術還提供了許多好處。

Van Rooyen解釋說：「AMAFT技術使用了一種新型的混合添加劑製造3D列印工藝，這意味著我們結合了一些傳統的和一些3D列印工藝，以減少生產反應堆燃料的步驟數量，從而減少生產燃料的時間和成本。」

AMAFT由「混合式激光工程成型」工藝組成，可從多個粉末源生成小型熔池，可用於形成緻密的U3Si2燃料顆粒，與傳統燃料生產技術相比較，涉及多個步驟。不用多久，這種方法將奠定INL核世界的領導地位。

AMAFT不僅比其他核燃料生產方案更快更安全;它也是多才多藝。INL研究人員表示，AMAFT與任何基於鈾的原料合作，可以使其適合各種目的。這種多功能性還為製造商提供了靈活性，允許他們使用幾種原材料來源。

令人興奮的是，核燃料的新3D列印過程已經很好地推向商業化。

這主要是因為INL參與能源部的能源I-Corps計劃，該計劃通過將能源部的研究人員與行業專家配對，鼓勵DOE實驗室的創業精神，使科學家們了解如何將其研究結果轉化為可銷售的產品。

Van Rooyen說：「我們需要合作夥伴來幫助資格認證，標準化，流程開發和表徵，」。而I-Corps則可以對接相關的資源。」

據悉，INL是愛達荷州第五大僱主，擁有員工3900人，實習生350多人。

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