Ερευνητές στο Oak Ridge National Laboratory εξελίσσουν το σχέδιο ενός 3D-printed πυρήνα πυρηνικού αντιδραστήρα, αυξάνοντας την κλίμακα της διαδικασίας (additive manufacturing) που είναι απαραίτητη για την κατασκευή του, ενώ παράλληλα αναπτύσσουν μεθόδους για επιβεβαιωθεί η ασφάλεια και η αξιοπιστία του.
Ερευνητές στο Oak Ridge National Laboratory εξελίσσουν το σχέδιο ενός 3D-printed πυρήνα πυρηνικού αντιδραστήρα, αυξάνοντας την κλίμακα της διαδικασίας (additive manufacturing) που είναι απαραίτητη για την κατασκευή του, ενώ παράλληλα αναπτύσσουν μεθόδους για επιβεβαιωθεί η ασφάλεια και η αξιοπιστία του.
Η προσέγγιση του Transformational Challenge Reactor Demonstration Program στην πυρηνική ενέργεια αξιοποιεί επιτεύγματα του ORNL σε τομείς όπως οι κατασκευές, τα υλικά, η πυρηνική επιστήμη, η πυρηνική μηχανική, οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές υψηλών επιδόσεων, το data analytics κ.α. Σκοπός είναι η ενεργοποίηση του πρώτου αντιδραστήρα τέτοιου είδους ως το 2023, με το πρόγραμμα να συνεχίζεται με αντίστοιχους ρυθμούς κατά την πανδημία.
«Η πυρηνική βιομηχανία είναι ακόμα περιορισμένη στον τρόπο που σκεφτόμαστε τον σχεδιασμό, την κατασκευή και τη χρήση τεχνολογίας πυρηνικής ενέργειας» είπε ο Τόμας Ζακάρια, διευθυντής του ORNL. «Το υπουργείο Ενέργειας άρχισε αυτό το πρόγραμμα για να επιδιώξει μια νέα προσέγγιση στην ταχεία και οικονομική ανάπτυξη καινοτόμων λύσεων ενέργειας που παρέχουν αξιόπιστη, καθαρή ενέργεια».
H ανάπτυξη και χρήση αντιδραστήρων παραδοσιακά βασίζονται σε υλικά, καύσιμα και τεχνολογία που έχουν τις ρίζες τους στις δεκαετίες του 1950 και του 1960, και τα υψηλά κόστη και τα χρόνια που απαιτούνται για την κατασκευή σταθμών έχουν περιορίσει τις ΗΠΑ στην κατασκευή μόνο ενός νέου πυρηνικού σταθμού στα τελευταία 20 χρόνια.
Το TCR προορίζεται να εισάγει νέα, προηγμένα υλικά και να χρησιμοποιεί ενσωματωμένους αισθητήρες και συστήματα ελέγχου, παρέχοντας ένα βελτιστοποιημένο σύστημα που μειώνει τα κόστη και βασίζεται σε νέες επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις, Σε αυτό το πλαίσιο έχει ολοκληρωθεί σειρά θεμελιωδών πειραμάτων, μεταξύ των οποίων και η επιλογή ενός βασικού σχεδίου πυρήνα και μια τρίμηνη «κούρσα» για να διαπιστωθεί η δυνατότητα της τεχνολογίας additive manufacturing να παράγει γρήγορα έναν πρωτότυπο πυρήνα πυρηνικού αντιδραστήρα. Πλέον οι ερευνητές θα επικεντρωθούν στην εξέλιξη του σχεδίου αυτού και τις διαδικασίες που θα διασφαλίσουν ένα βελτιστοποιημένο και αξιόπιστο σύστημα ενέργειας. Επίσης, θα δημιουργηθεί μια ψηφιακή πλατφόρμα που θα βοηθήσει στην παροχή/ μεταβίβαση της τεχνολογίας στη βιομηχανία με στόχο την ταχεία υιοθέτησή της.