3D打印不锈钢辐照容器，成功通过核反应堆测试

近日据外媒报道，美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）在核组件创新领域取得重大突破，其研发的两个3D打印不锈钢实验容器在该实验室高通量同位素反应堆（HFIR）中成功完成测试。这一成果标志着增材制造部件，有望满足核应用领域严苛的安全标准。

此类辐照容器用于在辐射实验中盛放样品材料，使研究人员能够测试材料在核反应堆中的性能表现。容器为实验提供压力屏障和密封保护，是确保安全的关键装置。

橡树岭国家实验室（ORNL）研究人员利用激光粉末床熔融系统，成功3D打印出316H不锈钢辐照容器。该容器为辐照实验提供压力屏障与密闭防护，是确保实验安全的关键装置

ORNL团队利用实验室制造示范设施（MDF）的激光粉末床熔融系统，采用316H不锈钢3D打印制成容器。选用该钢材因其具备高温强度、耐腐蚀、抗辐射等特性，同时拥有经核级认证的性能表现和焊接性能，能满足反应堆环境下的安全耐久使用需求。

经ORNL辐照工程组装配检测合格后，容器被置入HFIR反应堆。在为期一个月的辐照测试后，容器保持完整无损。此次验证为未来采用增材制造技术生产核组件奠定了基础。

“随着这些打印部件可靠性的验证，增材制造有望成为其他关键反应堆部件的标准生产工艺。”ORNL制造示范设施主任Ryan Dehoff表示。HFIR提供全球最强中子通量环境之一，使研究人员能在模拟核反应堆条件下测试燃料和材料性能。

传统辐照容器的制造与认证过程成本高昂且耗时，需采用定制材料和设计方案。而增材制造技术可显著简化实验容器的开发流程，大幅降低生产成本与周期，最终推动核科学技术创新。

该组装完成的辐照容器采用316H不锈钢制成，具备四大核心性能：高温强度、耐腐蚀性、抗辐射性，以及经过验证的核级性能与焊接特性

“核材料与燃料研究界正致力于验证先进反应堆技术在极端环境下的可靠性。增材制造将为我们开发创新实验方案提供全新工具。”ORNL核能与燃料循环部门组长Richard Howard强调。

该项目由美国能源部核能办公室先进材料与制造技术计划资助。HFIR是能源部科学办公室下属用户设施，MDF则是由能源部先进材料与制造技术办公室支持的全美制造创新联盟，与ORNL合作推动美国制造业转型。

UT-Battelle公司代表能源部科学办公室管理ORNL实验室。作为美国基础物理科学研究最大资助机构，能源部科学办公室正着力应对当今时代最紧迫的科技挑战。