Argonne ల్యాబ్‌కు చెందిన 3D ప్రింటింగ్ సఫలత అణు రియాక్టర్ ఆమోదాలను వేగవంతం చేయవచ్చు

ఉత్పత్తి నియమనకు సంబంధించిన విషయాలు

అధునిక అణు రియాక్టర్లు ఒక విరోధాభాసాన్ని ఎదుర్కొంటాయి: ఈ రోజు అభివృద్ధి చేయబడుతున్న డిజైన్‌లు ఆధునిక Light-water reactors కంటే సురక్షితమైనవి, కార్యకరమైనవి మరియు మరింత సరళమైనవిగా ఉద్దేశించినవి, కానీ వాటి నిర్మాణాన్ని నియంత్రించే నియమ మార్గాలు మునుపటి తరం యొక్క ఉత్పత్తి పద్ధతుల కోసం రాయబడ్డాయి. కోడ్‌లు రాయబడినప్పుడు లేనివి లేదా అసాధ్యమైన పదార్థాలు ఇప్పుడు High precision తో ఉత్పత్తి చేయబడుతాయి — కానీ అవి అధికారిక ఆమోద ప్రక్రియల ద్వారా అనేక సంవత్సరాల పర్యంతం అణు భాగాలలో చట్టపరంగా ఉపయోగించబడవు.

Argonne National Laboratory ఆ ఖాళీని మూసివేయటానికి పనిచేస్తోంది. Argonne పరిశోధకులు American Society of Mechanical Engineers కు ఒక డ్రాఫ్ట్ Code Case సమర్పించారు, ఇది High-temperature nuclear reactor అనువర్తనాల కోసం భాగాల కోసం Laser Powder Bed Fusion — ఒక High-precision additive manufacturing సాంకేతికత — ను ఉపయోగించటను ఎనేబుల్ చేస్తుంది. కోడ్ మార్పు ఆమోదించబడితే, అది traditional machining పద్ధతులు సాధించలేని రేఖాగణిత సంక్లిష్టత మరియు పదార్థ లక్షణాలతో nuclear-grade భాగాలను తయారు చేయటకు తలుపును తెరుస్తుంది.

Laser Powder Bed Fusion ఏ విధంగా సహాయపడుతుంది

Laser Powder Bed Fusion అందుబాటులో ఉన్న అత్యంత సామర్థ్యవంతమైన metal 3D printing ప్రక్రియలలో ఒకటి. ఒక high-powered laser లేయర్ ఆఫ్టర్ లేయర్ metal powder ని ఎంపిక చేసి సంయోగం చేస్తుంది, Feature resolution fractional millimeter లలో కొలుస్తారు, సంక్లిష్ట internal geometries, optimized cooling channels, మరియు modified పదార్థ సమ్మేళనాలతో భాగాలను ఉత్పత్తి చేయటానికి, ఇది కర్రకు తీసుకొని పట్టుకోకుండా చేయటానికి అసాధ్యమైన లేదా అసాధ్యమైనది. Nuclear reactor భాగాల కోసం, ఇది ఇంజనీర్‌లు గతంలో exploit చేయలేని డిజైన్ స్వేచ్ఛకు నేరుగా అనువదిస్తుంది.

High temperatures మరియు neutron flux కు లోబడిన Reactor భాగాలకు Precise microstructural లక్షణాలతో పదార్థాలు అవసరం. Conventional manufacturing Simple geometries లో ఆ లక్షణాలను సాధించటానికి జాగ్రత్తగా controlled heat treatment మరియు machining సిరీజ్‌ను ఆధారపడుతుంది. LPBF laser parameters ద్వారా ప్రతి deposited layer యొక్క thermal history నియంత్రించడం ద్వారా సమానమైన లేదా superior microstructures సంక్లిష్ట ఆకారాలలో ఉత్పత్తి చేయగలదు. ఫలితం simple elements కి వర్ధించుకొని thermal performance లను మెరుపుపరచుకొని, బరువును తగ్గించుకొని, లేదా Assembly ని సరళీకృతం చేసుకోవటం ద్వారా Traditional manufacturing quality ని మిల్చుకోవటం లేదా మించిపోవటం.

ASME Code Case ప్రక్రియ

ASME Boiler మరియు Pressure Vessel Code యొక్క Authoritative technical standard Pressure-bearing equipment కోసం Nuclear facilities లలో United States లలో. Nuclear safety-related భాగాలలో ఉపయోగించిన Materials మరియు Processes నిర్దిష్ట Code Case అనుమోదం అవసరం కానీ అవి Licensed facilities లలో Incorporated చేయబడతాయి. ఆ అనుమోదం పొందటానికి Technical data సమర్పించాలి Material properties, Manufacturing process controls, మరియు Non-destructive examination methods పై ASME committees లకు, అవి New Code Cases నీ సమీక్ష మరియు Vote చేస్తాయి.

Argonne యొక్క డ్రాఫ్ట్ Code Case సమర్పణ LPBF కోసం ఆ ప్రక్రియ యొక్క అధికారిక ప్రారంభం. ఈ Team LPBF-produced stainless steel మరియు nickel alloy నమూనాలపై Mechanical properties ఆ Temperature range ఫలితంగా Advanced reactor operation కు సంబంధించినవి సమీక్ష చేసింది, మరియు అవి Nuclear service కోసం కనీస అవసరాలను మిల్చుకోవటం లేదా మించిపోవటం ఆశ్చర్యకరం.

Supply Chain మరియు Design అభిప్రాయాలు

Nuclear industry యొక్క Specialized components కోసం Supply chain గుర్తించదగిన సంకుచితమైనది. Universe of Manufacturers చేయగలిగిన producing nuclear-grade forgings, castings, మరియు machined components కు చిన్నది, అవి Qualification processes చాలా Length, మరియు Critical parts కోసం అవి Lead times అనేక సంవత్సరాలకు కొలుస్తారు. ఆ Supply chain병 Advanced nuclear ప్రకల్పనలు నిర్మించబడెయ్యవచ్చు Pace సందర్భం కుతుహలం నుండి పదేపదే గుర్తించబడింది.

LPBF Manufacturing అవసరం లేనిది Conventional nuclear component production కోసం Same Specialized foundry infrastructure. నిర్దిష్ట కోసం Manufacturer తర్వాత చేయు Code Case ఆమోదం దీని LPBF process మరియు equipment కోసం, అది చేయగలదు Novel reactor components తో Lead times నుండి కొలుస్తారు Weeks కాకుండా సరళమైన భాగాల కోసం, మరియు Months కాకుండా Many years కోసం సంక్లిష్ట components కోసం.

Advanced Reactor Timeline ఒత్తిడి

Argonne యొక్క Code Case నెట్టెట్టు Advanced reactor deployment చుట్టూ అభివృద్ధి చెందుతోంది Urgency నుండి పదేపదే చిత్రిస్తుంది. Dozens of Advanced reactor డిజైన్‌లు — వీటితో చిన్న reactors Remote నుండి చెందినవి Locations కోసం, Molten salt designs, మరియు High-temperature gas reactors — సుభిక్షం అందుకోవటం ప్రగతి చేస్తున్నాయి NRC సమీక్ష ప్రక్రియల ద్వారా ఆశ అందుకోవటం కానీ కొన్నిసార్లు సాఫల్యం నిర్మాణ అనుమతులు తరువాతి కొన్ని సంవత్సరాలలో. ఆ డిజైన్ డిజిట్‌ల ప్రతిదీ అవసరం అందుకోవటం Supply chain కోసం Qualified components, మరియు absence of LPBF కేసు Approved manufacturing method నుండి Constraint డిజైన్ స్వేచ్ఛ కెందుకు.

ఒకవేళ Code Case సాధారణ సమయం బ్లాక్‌ను ఆమోదం తర్వాత చేసుకుంటే ASME సమీక్ష, ఆమోదం చేయవచ్చు రావటం Two to three సంవత్సరాలలో — నిర్మాణ సమయ రేఖకు సంబంధించిన బిందువుతో అత్యంత Advanced next-generation ప్రకల్పనల కోసం మరియు తిరిగి అందుకోవటం Manufacturing option ఏమీ లేనిది ప్రస్తుత తరం reactor డిజైన్‌ల కోసం.

ఈ వార్త Interesting Engineering ద్వారా రిపోర్టింగ ఆధారపడుతుంది. అసలు వ్యాసం చదువుకోండి.