I ricercatori del Oak Ridge National Laboratory (ORNL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti stanno sviluppando un nucleo per un reattore nucleare a stampa 3D.
Come parte del suo programma “Transformational Challenge Reactor” (TCR), che mira a costruire un microreattore fabbricato in modo additivo, ORNL ha perfezionato il design del nocciolo del reattore e allo stesso tempo ha migliorato il processo di produzione additiva necessario per costruire il nocciolo del reattore. Inoltre, i ricercatori hanno sviluppato metodi di qualificazione per confermare la coerenza e l’affidabilità dei componenti stampati in 3D utilizzati nella fabbricazione del nucleo.
Programma Transformational Challenge Reactor
L’ORNL ha una notevole esperienza nel campo della produzione additiva e della scienza nucleare e vorrebbe utilizzare la stampa 3D nel suo programma TCR per costruire un reattore nucleare.
Secondo la World Nuclear Energy Association, l’energia nucleare fornisce quasi il 20 percento della fornitura di elettricità americana. Tuttavia, secondo l’ORNL, tutti gli attuali reattori nucleari basati sulla tecnologia ad acqua leggera scadranno probabilmente entro il 2055 a causa della scadenza delle licenze. Inoltre, negli ultimi 20 anni gli Stati Uniti hanno costruito solo una nuova centrale nucleare utilizzando la tecnologia originariamente sviluppata negli anni ’50 e ’60 a causa dei costi elevati e dei decenni di costruzione.
Questo è il motivo per cui l’iniziativa TCR di ORNL è stata lanciata per costruire un nucleo di centrali nucleari basato sulle ultime scoperte scientifiche, offrendo allo stesso tempo all’industria nucleare l’opportunità di adottare moderni approcci tecnologici. Ciò include l’uso di produzione additiva, materiali avanzati e sensori e controlli integrati per migliorare l’ottimizzazione e ridurre i costi. I partner del programma includono i laboratori nazionali Argonne e Idaho e membri del settore.
L’ORNL prevede di costruire il nucleo del reattore nucleare entro il 2023. Parte dell’obiettivo è stabilire nuovi metodi anche nella progettazione, fabbricazione, approvazione e funzionamento del reattore. Ad oggi, nell’ambito del programma TCR sono stati condotti numerosi esperimenti di base, tra cui la selezione di un progetto di base e una dimostrazione di tre mesi di produzione additiva che ha dimostrato la capacità della tecnologia di produrre rapidamente un nucleo di prototipo.
Ora i ricercatori ORNL si stanno concentrando sul perfezionamento del design e dei processi selezionati al fine di garantire la produzione di un sistema energetico ottimale e affidabile. A tale scopo, il team monitora e valuta il processo di produzione additiva al fine di ottenere la qualificazione in tempo reale del materiale di stampa 3D utilizzando l’intelligenza artificiale. Il programma TCR creerà anche una piattaforma digitale che aiuterà la tecnologia a essere passata all’industria per supportare l’introduzione della tecnologia nucleare prodotta in aggiunta.
