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近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院核能安全技術(shù)研究所的科研人員利用3D打印技術(shù)，首次成功制備出鉛基反應(yīng)堆燃料組件關(guān)鍵部件。據(jù)了解，該部件有望應(yīng)用于中國(guó)鉛基堆核心部件。
鉛基堆被“第四代核能系統(tǒng)國(guó)際論壇(GIF)”組織評(píng)定為有望首個(gè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)示范和商業(yè)應(yīng)用的第四代反應(yīng)堆，核能安全技術(shù)研究所承擔(dān)了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)“未來(lái)先進(jìn)核裂變能-ADS嬗變系統(tǒng)”中的鉛鉍反應(yīng)堆研發(fā)工作，并牽頭研發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CLAM鋼。CLAM鋼因具備優(yōu)良的高溫性能、抗高能中子輻照性能與抗腐蝕性能等，已被選為中國(guó)鉛基堆核心部件的候選結(jié)構(gòu)材料。
相比于傳統(tǒng)的切割、軋制、焊接等復(fù)雜加工方法，3D打印技術(shù)可以一次成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件，具有成型精度高、結(jié)構(gòu)完整性好等優(yōu)點(diǎn)。然而，受限于材料自身性質(zhì)、技術(shù)成熟度等因素影響，利用3D打印技術(shù)制備反應(yīng)堆部件尚屬研究前沿。
據(jù)介紹，該所聯(lián)合國(guó)內(nèi)科研單位克服了高流動(dòng)性CLAM鋼粉制備、復(fù)雜部件應(yīng)力消除、在線熱處理等諸多技術(shù)難題，制備出高性能3D打印鉛基堆燃料核心部件。經(jīng)檢測(cè)，部件無(wú)氣孔及裂紋等缺陷，成型致密度可達(dá)到鍛件的99.7%以上，具有高強(qiáng)度、高加工精度等特點(diǎn)。
該研究成果對(duì)于3D打印技術(shù)在鉛基堆關(guān)鍵部件模塊化制備方面具有重要意義。
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