Collaborazione per ottimizzare i test sui materiali nucleari
L’Idaho National Laboratory (INL) e il Laboratorio Nazionale di Oak Ridge (ORNL) hanno unito le forze per migliorare i test sui componenti nucleari prodotti tramite tecniche di produzione additiva. Grazie a un algoritmo software avanzato, chiamato “Simurgh” e sviluppato da ORNL, è possibile testare la qualità dei componenti metallici stampati in 3D, identificando materiali e leghe promettenti per i reattori nucleari di prossima generazione.
Vantaggi e applicazioni di Simurgh
L’algoritmo Simurgh si è rivelato talmente efficiente da essere ora utilizzato anche per l’ispezione del rivestimento ceramico dei combustibili nucleari. Tradizionalmente, la qualificazione di nuovi materiali e tecnologie per i reattori può richiedere decenni. Simurgh, invece, riduce fino al 90% i tempi di scansione della tomografia computerizzata a raggi X (XCT), migliorando al contempo la sicurezza dei lavoratori e accelerando il processo di valutazione.
Questa innovazione è particolarmente utile per l’analisi di campioni altamente radioattivi, che solitamente necessitano di lunghi periodi di raffreddamento a causa delle radiazioni. Tempi di scansione più brevi significano una minore esposizione alle radiazioni e una maggiore durata dei rilevatori sensibili.
“Riducendo del 90% il tempo di scansione dei combustibili radioattivi, aumentiamo la sicurezza dei lavoratori e possiamo valutare nuovi materiali più rapidamente,” ha spiegato Bill Chuirazzi, leader del Diffraction and Imaging Group dell’INL. “Questi progressi accelerano l’intero ciclo di sviluppo delle idee nucleari, dalla concezione all’implementazione nella rete elettrica.”
Caratteristiche tecniche di Simurgh
L’algoritmo combina simulazioni basate sulla fisica con dati di progettazione per creare immagini accurate della struttura interna dei componenti. Questa capacità consente uno sviluppo più rapido e una caratterizzazione avanzata di nuovi materiali, come le particelle di combustibile TRISO e i piccoli reattori modulari. Il combustibile TRISO, costituito da un nucleo rivestito con strati di carbonio e ceramica, è considerato sempre più promettente per i reattori del futuro.
Ryan Dehoff, direttore del Manufacturing Demonstration Facility del DOE presso ORNL, ha dichiarato: “L’energia nucleare è un settore con esigenze estremamente elevate in termini di precisione, sicurezza e materiali. L’uso di strumenti come Simurgh dimostra la qualità e l’affidabilità della tecnologia.”
Impatti sulla ricerca e sull’industria nucleare
La riduzione dei tempi di scansione è significativa. “Inclusa la preparazione, ora impieghiamo solo circa il 15% del tempo necessario per scansionare un oggetto,” ha aggiunto Chuirazzi. “Possiamo eseguire tre scansioni nel tempo che prima era necessario per una sola.”
Amir Ziabari, ricercatore dell’ORNL, ha commentato: “Simurgh continua a evolversi, rivoluzionando l’approccio all’analisi di componenti complessi con maggiore efficienza, sicurezza e rapporto costo-efficacia.”
Questi progressi segnano un passo fondamentale verso un’ispezione più rapida ed efficiente dei materiali nucleari, accelerando la qualificazione e promuovendo l’implementazione di reattori avanzati.
