O avanço de impressão 3D de Argonne Lab pode acelerar aprovações de reatores nucleares

O processo de Code Case ASME

O Código ASME para Caldeiras e Recipientes sob Pressão é o padrão técnico autorizado para equipamentos que suportam pressão em instalações nucleares nos Estados Unidos. Os materiais e processos utilizados em componentes nucleares relacionados à segurança devem ter aprovação explícita de Code Case antes de poderem ser incorporados em instalações licenciadas. A obtenção dessa aprovação requer a apresentação de dados técnicos sobre propriedades de materiais, controles de processos de fabricação e métodos de exame não destrutivo aos comitês ASME que revisam e votam novos Code Cases.

O envio do rascunho de Code Case de Argonne é o início formal desse processo para LPBF. A equipe reuniu dados sobre as propriedades mecânicas de amostras de aço inoxidável e liga de níquel produzidas por LPBF na faixa de temperatura relevante para a operação de reatores avançados, e demonstrou que essas propriedades atendem ou excedem os mínimos necessários para serviço nuclear.

Implicações da cadeia de suprimentos e design

A cadeia de suprimentos da indústria nuclear para componentes especializados é notavelmente limitada. O universo de fabricantes capazes de produzir forjamentos, fundições e componentes usinados de qualidade nuclear é pequeno, seus processos de qualificação são longos, e seus prazos de entrega para peças críticas são medidos em anos. Esse gargalo da cadeia de suprimentos foi identificado repetidamente como um fator que limita o ritmo em que os projetos de reatores avançados podem ser construídos.

A fabricação LPBF não requer a mesma infraestrutura de fundição especializada que a produção convencional de componentes nucleares. Uma vez que um fabricante recebe aprovação de Code Case para seu processo LPBF específico e equipamento, ele pode produzir componentes de reator inovadores com prazos de entrega medidos em semanas em vez de anos para peças mais simples, e meses em vez de muitos anos para componentes complexos.

Pressão da linha do tempo de reatores avançados

O momento do impulso de Code Case de Argonne reflete a urgência crescente em torno da implantação de reatores avançados. Dezenas de designs de reatores avançados - incluindo microrreatores para locais remotos, designs de sal fundido e reatores de gás de alta temperatura - estão progredindo através de processos de revisão da NRC com a expectativa de que alguns recebam permissões de construção nos próximos anos. Cada um desses designs requer uma cadeia de suprimentos de componentes qualificados, e a ausência de LPBF como método de fabricação aprovado foi uma restrição à flexibilidade de design.

Se o Code Case progredir através da revisão ASME em um cronograma normal, a aprovação poderia chegar dentro de dois a três anos - alinhando-se com os cronogramas de construção para os projetos de próxima geração mais avançados e fornecendo uma opção de fabricação que não existia para a geração atual de designs de reatores.

Este artigo é baseado em reportagem da Interesting Engineering. Leia o artigo original.