美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)在核部件创新领域取得新进展，于高通量同位素反应堆(HFIR)上成功测试了两个3D打印不锈钢实验舱。
ORNL研究人员在其实验室的制造示范设施中使用激光粉末床系统，3D打印了用于辐照实验的316H不锈钢胶囊。该胶囊为实验提供了压力和密封屏障，这是一项至关重要的安全措施。图片来源：ORNL，美国能源部
此次测试的3D打印胶囊由ORNL研究人员在其制造示范设施(MDF)中，使用激光粉末床系统以316H不锈钢为材料制成。该钢种因具备优异的高温强度、耐腐蚀和抗辐射性能，以及成熟的核级性能和焊接性而被选用。这些胶囊在辐照实验中用于容纳样品材料，为实验提供压力和密封屏障，是确保实验安全的关键措施。
组装并验证有效性后，这些胶囊被放入HFIR装置中，经历了长达一个月的辐照测试，最终完好无损地被取出。这一成果证明了增材制造部件能够满足核应用所需的严格安全标准，为未来使用增材制造技术生产核部件设计奠定了基础。
ORNL MDF主任Ryan Dehoff表示，随着打印部件可靠性的证明，增材制造有望成为生产其他关键反应堆部件的标准做法。HFIR提供了世界上最高的中子通量环境之一，有助于研究人员在核反应堆等条件下测试和鉴定燃料和材料。然而，制造和鉴定用于辐照的实验舱成本高昂且耗时，增材制造技术则能显著简化开发过程，降低成本和时间，推动核科学技术的创新。
橡树岭国家实验室核能与燃料循环部门负责人理查德·霍华德指出，增材制造将扩展团队的工具集，以开发创新实验，支持先进反应堆技术适应恶劣条件的关键需求。
据悉，这项工作由美国能源部核能办公室先进材料和制造技术项目赞助。HFIR是美国能源部科学办公室的用户设施，而MDF则由美国能源部先进材料和制造技术办公室支持，是一个与ORNL合作推动美国制造业转型的全国性合作联盟。
