100萬美元助力3D列印鎢部件研發 探索核反應爐創新技術

近日，一則來自外網的消息引起了廣泛關注。據悉，愛荷華州立大學的索加塔·羅伊研究者成功獲得了美國能源部的一筆撥款——100萬美元，為期四年。這筆資金將專門用於研究增材製造（3D列印）技術在創建核反應爐遮罩和組件方面的應用潛力，特別是針對那些能夠在極端條件下運行的材料如鎢部件。

核反應爐作為現代能源體系中的重要一環，其安全性和可靠性至關重要。據美國能源資訊管理局的最新報告，美國約有19%的電力來自核能，這一比例充分說明了核能在國家能源結構中的重要地位。然而，隨著技術的斷進步和能源需求的日益增長，如何進一步提升核反應爐的性能和安全性，成為了擺在科研人員面前的一大挑戰。

在此背景下，羅伊研究者的研究專案應運而生。他計畫利用這筆撥款組建一個名為“DREAM-TEAM項目”的團隊，致力於開發一個更為強大的生態系統，以支援3D列印鎢部件在核反應爐中的應用。鎢作為一種高性能材料，其憑藉著高熔點、高熱導率、低濺射率、小蒸發速度、無放射性、耐輻射、耐熱、耐磨損等特點，成為核反應爐內壁的主要材料候選之一。

然而，鎢的硬度和脆性給製造商帶來了不小的挑戰。為了克服這些難題，羅伊研究團隊將採用非傳統的處理方法來生產鎢基合金。他們計畫使用一種被稱為鐳射粉末吹送定向能量沉積的技術，這種技術可以在受控氧氣條件下使用鐳射處理鎢粉，並逐層列印出金屬部件。在研究的初期階段，團隊將從純鎢開始試驗，並逐步開發新的鎢合金，以解決純鎢在列印過程中可能出現的裂紋問題。

參與“DREAM-TEAM項目”的還有北達科他州立大學機械工程助理教授王亞超，以及來自美國能源部三個實驗室的研究人員：艾姆斯國家實驗室（位於愛荷華州立大學校園）、阿貢國家實驗室（位於伊利諾斯州）和橡樹嶺國家實驗室（位於田納西州）。這些頂尖科研人員的加入，無疑為項目的成功實施提供了有力的保障。

值得一提的是，此次的100萬美元撥款只是美國能源部“促進競爭性研究計畫”（簡稱EPSCoR）的一部分。該計畫旨在通過提供資金支持，幫助全國各地建立能源相關研究和專業知識的能力。

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