眾所周知,，核能是一種更為清潔的能源，能夠幫助各個國家遠離化石燃料（石油,、煤等）帶來的大氣污染等問題,。不過,，核電站出現(xiàn)問題造成的災難也是震撼人心的，因此核電站的安全維護和維修是十分重要的,。為了給核電站配備更為充足的備件生產源,，韓國原子能研究所（KAERI）的科學家已經3D打印了一個具有足夠阻力特性的大型安全閥,，使其能夠在核反應堆中使用。

3D打印的核能安全閥

以美國為例,，自2007年以來,，美國已投產了24座反應堆。為了確保這些工廠繼續(xù)安全運行,，并且避免再次發(fā)生過去的災難,，請經常對其進行維護和維修。但是,，KAERI團隊發(fā)現(xiàn)某些安全關鍵部件的短缺,，例如用于減輕堆芯壓力的化學和體積控制系統(tǒng)（CVCS）閥門。

具體而言,，CVCS用于在反應堆內執(zhí)行流體供應或流量任務,，并且雖然可以部署在其他地方，但安全級閥門始終必須滿足某些標準,。例如,，核部件在部署之前必須通過水壓，運行和流量測試,，并且以前證明按需創(chuàng)建足夠有彈性的組件是困難的,。

閥門設備由三個獨立部分組成

根據(jù)KAERI科學家的說法，僅金屬3D打印還不足以替代傳統(tǒng)生產,，以制造核備用件,。但是，通過將定向能量沉積（DED）技術與5軸CNC加工相結合,，該團隊發(fā)現(xiàn)他們能夠以所需的極高精確度來制造復制品,。

研究人員的鉻和鎳基閥門具有3D打印的閥體，閥蓋和閥籠,，組裝后,，對300mm裝置進行了嚴格的評估。在壓力測試期間,，發(fā)現(xiàn)設備的層邊界充當殘余應力的焦點,，從而使強度降低了7-8％。

同樣,，當CVCS在1100攝氏度的熱等靜壓機（HIP）中進行后處理時,，其完整性降低了33％，比傳統(tǒng)閥門高出18％,。不過,，就穩(wěn)定的性能及其“疲勞極限”而言，這種增材制造的設備的抗拉強度為202.6 MPa，優(yōu)于商用產品,。

總體而言,，研究小組得出結論，盡管對熱處理產生了反應,，但其附加閥的恒定強度足以使其最終使用,。考慮到該小組的CECS復制了1類類別的組件,，國際原子能機構的核監(jiān)管機構會將其歸類為“其失效會導致嚴重程度高的后果的部分”,。3D打印部件的強度確實得到了高度贊揚。

來源：中關村在線

關鍵詞：韓國科學家利用3D打印制造核能安全閥,