3D-Druckverfahren für Kernreaktoren vom ORNL lizenziert
Das Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums hat erhebliche Fortschritte beim 3D-Druck von Teilen für den Einsatz im Inneren von Kernreaktoren erzielt. Nachdem das Labor nun seine Fähigkeiten für diese Hochleistungsumgebung unter Beweis gestellt hat, ist es bereit, die Technologie an Lizenznehmer weiterzugeben. In diesem Fall hat die Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) die neuartige ORNL-Methode für den 3D-Druck von Komponenten für Kernreaktoren lizenziert, um die Technologie in ihre Produktionsabläufe einzubinden.
Schon im Jahr 2020 gab das ORNL bekannt, dass es zusammen mit BWX Technologies ein einzigartiges Verfahren für den 3D-Druck von Refraktärmetallen mittels Elektronenstrahlschmelzen (EBM) entwickelt hat. Diese Materialien, zu denen Wolfram, Rhenium und Niobutin gehören, sind einzigartig in ihrer Fähigkeit, extrem hohe Temperaturen zu überstehen. Dadurch sind sie sehr schwer zu formen und eignen sich bei Spezialanwendungen wie der Kernenergie und sogar bei nuklearen Raketenantrieben. Im Rahmen des BWX-Projekts druckte das ORNL 3D-Kernbauteile, die bei thermischen Kernantrieben verwendet werden, aus dem hochschmelzenden Metall Molybdän.
USNC wird jedoch kein Metall für den 3D-Druck verwenden, sondern ein keramisches Material, das für die Reaktorkonstruktion des Unternehmens von zentraler Bedeutung ist: Siliziumkarbid, eine strahlungsresistente und hitzebeständige Keramik, die USNC für die Verkapselung seiner Kernbrennstoffe verwendet. Anstelle von EBM wird das Unternehmen eine 3D-Drucktechnologie verwenden, die Binderstrahl mit chemischer Dampfinfiltration kombiniert. Dies ermöglicht die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien, wie z. B. Wärmetauschern mit Flüssigkeitskanälen.
USNC wird nun das Verfahren von ORNL übernehmen, um geometrisch komplexe Teile für seine Kernreaktoren zu drucken. Das Unternehmen aus Seattle wurde 2011 mit dem Ziel gegründet, kleine, modulare Kernreaktoren zu entwickeln. Mittlerweile hat das Unternehmen Niederlassungen in Kanada, Südafrika, Europa/Großbritannien und Südkorea. Der größte Erfolg von USNC ist der Micro Modular Reactor (MMR). Dieser soll laut Hersteller deutlich sicherer als herkömmliche Kernkraftreaktoren sein, weil u.a. der Kernbrennstoff in Siliziumkarbidkeramik eingeschlossen ist und die Kühlung durch Heliumgas erfolgt.
USNC hat mit der Lizenzierung seiner Technologie in den USA und Kanada begonnen und erwartet, dass die ersten Demonstrationsanlagen ab 2024 Strom liefern werden.