美國能源部的橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory）科學家在核研究領域取得新進展，成功在全球最強大的核反應堆之一內啟動了 3D 打印的不銹鋼膠囊，證明其能夠承受極端條件。
該團隊在實驗室的高通量同位素反應堆（High Flux Isotope Reactor, HFIR）測試了兩個實驗膠囊，該設施以提供世界上最高的中子通量環境而聞名。這些膠囊由 316H 不銹鋼製成，旨在在輻射實驗中容納樣本材料。
這些膠囊同時充當壓力和封閉屏障，幫助研究人員檢視不同材料在強烈核條件下的反應，這是核反應堆部件合格的重要部分。橡樹嶺的製造示範設施使用激光粉末床熔融系統來 3D 打印不銹鋼部件，這種特定類型的鋼材以其高溫強度、耐腐蝕性和輻射抵抗能力而受到重視。
膠囊打印完成後，由橡樹嶺的輻射工程小組進行組裝和合格認證，並在 HFIR 進行為期一個月的輻射測試。膠囊完整移除，標誌著增材製造的部件能夠符合核環境中所需的嚴格安全標準，這一成功測試為未來核部件的設計和生產開闢了新方向。
組裝的膠囊由 316H 不銹鋼製成，提供高溫強度、耐腐蝕和輻射抵抗能力，以及經過證實的核級性能和可焊性。橡樹嶺製造示範設施的主任 Ryan Dehoff 表示：「隨著我們展示這些打印部件的可靠性，未來增材製造可能成為生產其他關鍵反應堆部件的標準做法。」
HFIR 提供了世界上最高的中子通量環境，使研究人員能夠在類似核反應堆的條件下測試和合格燃料和材料。製造和合格實驗膠囊以輻射燃料和材料樣本是一個成本高昂且耗時的過程，需使用定制材料和設計。通過利用增材製造，研究團隊旨在簡化這一傳統上昂貴且耗時的過程。
核材料和燃料研究社群被要求合格先進的反應堆技術，以應對極端條件。增材製造將擴展研究小組的工具集，以開發創新實驗來支持這一關鍵需求。定制的實驗膠囊通常需要專門材料和漫長的製造時間，而 3D 打印則有潛力縮短時間和成本，為核材料和燃料研究的快速創新鋪平道路。
這項工作由美國能源部的先進材料和製造技術計劃資助。HFIR 作為美國能源部科學辦公室的用戶設施運行，而製造示範設施則是全國聯盟的一部分，專注於改變美國的製造能力。
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