Americký startup chce vyrábět jaderné reaktory 3D tiskem

Pokroky v technologiích se dějí v posledních letech tak rychle, že je můžeme pozorovat takřka každý den. Jinak tomu není ani v oblasti 3D tisku. Rozmach v tisku kovů a špičkových kompozitních materiálů umožňuje výrazně zlevnit a zrychlit výrobu. A co je hlavní, tak zvýšit kvalitu a snížit celkový počet potřebných dílů.

Dobrým příkladem může být český výrobce leteckých motorů GE Aviation Czech. Při vývoji svého prvního prototypu motoru Catalyst ušetřil díky technologii 3D tisku mnoho dílů i času. Tato technologie umožňuje prvek dříve složený z 50 odlévaných dílů nyní vytisknout jako jeden celek. Nový motor má tak místo 2800 dílů pouze necelé 2000 dílů.

Tištěné jaderné reaktory

Technologie 3D tisku se dostává i do jiných oblastí, kde nejde ani tak primárně o cenu dílů, ale spíše o bezpečnost. Řeč je o jaderných elektrárnách. Zajímavé řešení představila společnost Ultra Safe Nuclear Corporation. Společnost pochází z amerického Seattlu a s jadernými technologiemi už pracuje v oblasti raketových pohonů. Středobodem zájmu jsou ale malé modulární reaktory.

Společnost si nechala patentovat metodu pro výrobu, respektive tisk, součástí jaderných reaktorů z technické keramiky místo běžně používaných kovů. Keramika je totiž mnohem odolnější vůči extrémním teplotám a radiaci. Základem jsou peletky s drobnými částečkami uranového paliva v keramické matrici z karbidu křemíku.

Karbid křemíku patří mezi velmi tvrdé materiály a někdy je používám jako levná náhražka diamantu při broušení. Díky svým vlastnostem se o něm už delší dobu také uvažuje jako náhradě za zirkonové slitiny, které tvoři obal palivových tyčí.

Materiál má však i několik negativních vlastností. Jednak nepříznivě ovlivňuje tok neutronů v palivu, ale to lze vyřešit přidáním dalších příměsí, a potom je problém s výrobou složitějších tvarů. Ovšem s novou technologii 3D tisku by se i tomuto dalo vyhnout. Společnost tak do budoucna plánuje využití karbidu křemíku i v nepalivových částech reaktoru.

Bezpečnost především

Bezpečnost je v jaderné energetice na prvním místě. K uvedení technologie do praxe je tak potřeba mnoho důkazů o jejím bezpečném a spolehlivém provozu. Výhodou je, že postupem času se v jaderných elektrárnách aplikuje stále více tištěných dílů a nejde tak o úplnou novinku. Společnost USNC však jde ještě dál a chce svůj kompletně tištěný reaktor uvést do provozu do roku 2026.