Framatome первая в мире напечатала на 3D-принтере детали реактора

В Framatome осваивают аддитивное производство компонентов ядерного топлива — ​недавно впервые в мире напечатали на 3D-принтере уран-молибденовые и уран-кремниевые пластины для исследовательских реакторов.

«Внедрение аддитивного производства в атомную энергетику и смежные области началось у нас в 2015 году, — ​рассказывает «Лаб. СР» Джон Стрампел, глава научно-исследовательского отдела американского топливного подразделения Framatome. — ​Это революция в атомной промышленности. Ускорится разработка продуктов, оптимизируется производственный процесс, мы сможем быстро выводить на рынок высокоэффективные инновации».

В 2019 году Framatome впервые применила аддитивные технологии при изготовлении твэлов. Они уже прошли начальный цикл облучения на швейцарской АЭС «Гесген», испытания продолжаются. В 2020 году Framatome и Ок-Риджская национальная лаборатория (США) освоили печать крепежных элементов ТВС из нержавеющей стали. «Они традиционно изготавливаются из дорогих отливок и требуют точной механической обработки. Аддитивное производство — ​более дешевый и эффективный способ добиться нужных характеристик этих компонентов», — ​говорит Джон Стрампел.

Напечатанные элементы были использованы при изготовлении тепловыделяющих сборок ATRIUM 10XM на предприятии Framatome в Ричленде, штат Вашингтон. В этом году их планируют испытать на американской АЭС «Браунс-Ферри», где работают три блока с кипящими реакторами BWR.

В декабре прошлого года в лаборатории CERCA Research and Innovation специалисты Framatome и Технологического университета Бельфор — Монбельяр (Франция) впервые в истории опробовали 3D-печать ураном. Аддитивным методом были изготовлены уран-молибденовые и уран-кремниевые топливные пластины для исследовательских реакторов. Также были напечатаны мишени из этих материалов для производства медицинских изотопов. «Все напечатано методом послойного лазерного сплавления, — поясняет Джон Стрампел. — ​Для повышения качества слоев и уплотнения структуры изделий порошки подвергали горячему изостатическому прессованию».

В ближайшем будущем Framatome намерена внедрить аддитивные технологии в промышленное производство компонентов тепловыделяющих сборок для реакторов PWR и BWR. «Применение этого уникального и эффективного способа принесет значительную выгоду отрасли, — ​уверен Джон Стрампел. — 3D-печать позволит проектировать, производить и сертифицировать детали сложной геометрии быстрее и дешевле, сохранив безопасность и надежность оборудования. Но традиционное металлургическое производство никуда не денется и продолжит играть важную роль в атомной промышленности. Выбор между аддитивным и традиционным методами будет определяться тем, какой вариант выгоднее потребителю».