我國科學家實現3D打印核聚變部件,將用于國際熱核實驗反應堆項目
文章來源：未知 更新時間：2018-07-05 14:31:48
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3D打印技術逐漸向一個不太可能涉及到的領域——核聚變發展。我們都知道，太陽利用核聚變產生能量。而現在研究人員也正在探索3D打印技術如何在地球上制造核聚變反應堆。
當然，工程上的挑戰是巨大的。但是中國科學院核能安全技術研究所的劉紹軍（音譯）表示：“我們的3D打印技術可以制造出一種核聚變反應堆的復雜部件，該部件很難用常規方法制得。”
研究人員們在《核材料雜志》上報告了他們關于該方法的研究進展。他們還討論了相關金屬結構制造過程中的重大技術見解。
該工作使用了一種叫做選擇性激光熔融(SLM)的3D打印形式。高能激光瞄準基片材料的選定區域，使這些區域熔化并凝固形成所需成分。這種結構是通過激光反復掃描逐層建立的。
這一過程被用來創建適用于聚變反應堆內壁的縮小金屬樣本。這些反應堆是甜甜圈形狀的結構，被稱為“托卡馬克”（一種利用磁約束來實現受控核聚變的環形容器）。這“第一堵墻”是圍繞著聚變所發生的高能核等離子體。因此，它面臨嚴峻的物理反應沖擊，其中包括在聚變反應中所釋放的中子轟擊。這種獨特環境對任何用作第一面墻的材料都有特定要求。為滿足這些需求，研究人員用中國所研發的一種特種鋼來制造零件，這種鋼對高能中子輻照具有特別的抵抗力。
“第一道墻的結構非常復雜，”但劉又表示：3D打印能夠快速地創建它，并可高效地利用基本原材料。逐層建造材料層的另一個關鍵優勢是：它允許對金屬顆粒方向的微觀結構特征，進行分析和控制。劉說，優化過程和擴大規模所需的進一步工作正在進行中。
研究人員正在生產的這種鋼可能用于國際熱核實驗反應堆(ITER)項目，中國是該項目的創始成員之一。ITER項目管理人員目前計劃在2025年之前使其首個等離子核聚變反應堆投入使用，但反應堆組裝計劃是在2018年開始。
該項目網站宣稱：“ITER將是首個長時間維持聚變的設備。”如果這一希望得以實現，那么這一聚變過程中極高溫度的核心可能就會被3D打印鋼所包圍。 |
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