Атомная энергетика играла и будет играть значительную роль в энергогенерирующем секторе экономики США. Более того, американцы собираются вывести мирный атом на новый уровень. Вместо принятой в прошлом практики дорогостоящего и длительного по срокам строительства крупных объектов для атомной энергетики, новые атомные электростанции будут расти как грибы после дождя. В этом им обещают помочь аддитивные технологии 3D-печати.

На днях Национальная лаборатория Ок-Риджа Министерства энергетики США (ORNL) показала прототип активной зоны ядерного реактора, созданного методом 3D-печати. Печать самого важного элемента ядерного реактора выполнена в рамках программы Transformational Challenge Reactor (TCR). Она предполагает радикально изменить подход при конструировании микрореакторов, выполняя полноразмерную печать элементов и в разы ускоряя ввод в эксплуатацию новых атомных электростанций.

В соответствии с программой TCR, демонстратор изготовленного методом аддитивной печати ядерного микрореактора со сниженным количеством конструктивных элементов и со встроенными датчиками и органами управления должен быть готов к 2023 году.

Для США эта программа имеет критическое значение. В 30 штатах страны работают 98 ядерных реакторов, большинство из которых будут выведены из эксплуатации в следующие 20 лет. При этом за последние 20 лет в стране начал строиться всего лишь один новый реактор. Построить вместо старых реакторов новые классическим способом уже не получится. Долго и дорого. А аддитивная печать r13; это высокая скорость производства компонентов, ускоренная проверка, упрощённое и сокращённое по времени получение разрешительных документов и быстрый ввод объектов в эксплуатацию.

Представленный лабораторией ORNL прототип активной зоны ядерного реактора выполнен из разрешённой для использования в ядерных реакторах марки нержавеющей стали методом высокотемпературной аддитивной печати с прямым осаждением материала. В ответ на это технический директор TCR Курт Террани (Kurt Terrani) заявил: «Нынешняя ситуация для атомной отрасли ужасна. Это основополагающее усилие, которое может открыть ворота для быстрых инноваций для ядерного сообщества».

Добавим, микрореактор по программе TCR будет работать на нитриде урана. Покрытием топливных микросфер станут конструкционные материалы из карбида кремния. Замедлителем выступят элементы активной зоны из гидрида иттрия. Топливо будет производить компания BWXT Nuclear Operations Group. Корпус реактора тоже будет выполнен из нержавеющей стали, но применять аддитивные технологии для его изготовления не планируется.