美國愛達荷國家實驗室(INL)的科學家將3D打印和傳統工藝相結合,成功製造出了硅化鈾( U3Si2 )核燃料。
用這種全新的方法能全面提高核燃料的循環經濟效率
當前大多數核電廠使用的核燃料是 UO2(二氧化鈾)。但與之相比,U3Si2 的密度更大,導熱性更好,能提高核反應堆的安全性和效率。所以,INL 的主要研究方向都放在 U3Si2 上面。
INL 的這項研究名為 AMAFT,是由 Isabella Van Rooyen 博士、Clemente Parga博士,以及電廠建設公司 Ed Lahoda of Westinghouse 聯合發起的,採用研磨(傳統的鈾礦石處理方法)和“激光塑形” 3D 打印這兩種工藝。而在實驗中,INL 已經用這種方法制造出了質密的 U3Si2 小球,具體步驟是首先通過激光創建一個熔融池,然後混合 U3Si2 和其它原材料粉末。
和傳統方法相比,這種新方法大大減少了將生鈾轉化為可用材料的速度,所以速度更快,成本也更低。另外,它還有一個優點,就是通用性強,即能處理任意的鈾原料。也就是說它可以被用於很多方面,使用起來有很強的靈活性,允許他們使用多種原材料。
該項目得到了美國能源部(DOE)的支持,AMAFT 已經邁上了商業化的道路。相信要不了多久,它將會被正式投入到實際使用當中。
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