100万美元助力3D打印钨部件研发 探索核反应堆创新技术

近日，一则来自外网的消息引起了广泛关注。据悉，爱荷华州立大学的索加塔·罗伊研究者成功获得了美国能源部的一笔拨款——100万美元，为期四年。这笔资金将专门用于研究增材制造（3D打印）技术在创建核反应堆屏蔽和组件方面的应用潜力，特别是针对那些能够在极端条件下运行的材料如钨部件。

核反应堆作为现代能源体系中的重要一环，其安全性和可靠性至关重要。据美国能源信息管理局的最新报告，美国约有19%的电力来自核能，这一比例充分说明了核能在国家能源结构中的重要地位。然而，随着技术的断进步和能源需求的日益增长，如何进一步提升核反应堆的性能和安全性，成为了摆在科研人员面前的一大挑战。

在此背景下，罗伊研究者的研究项目应运而生。他计划利用这笔拨款组建一个名为“DREAM-TEAM项目”的团队，致力于开发一个更为强大的生态系统，以支持3D打印钨部件在核反应堆中的应用。钨作为一种高性能材料，其凭借着高熔点、高热导率、低溅射率、小蒸发速度、无放射性、耐辐射、耐热、耐磨损等特点，成为核反应堆内壁的主要材料候选之一。

然而，钨的硬度和脆性给制造商带来了不小的挑战。为了克服这些难题，罗伊研究团队将采用非传统的处理方法来生产钨基合金。他们计划使用一种被称为激光粉末吹送定向能量沉积的技术，这种技术可以在受控氧气条件下使用激光处理钨粉，并逐层打印出金属部件。在研究的初期阶段，团队将从纯钨开始试验，并逐步开发新的钨合金，以解决纯钨在打印过程中可能出现的裂纹问题。

参与“DREAM-TEAM项目”的还有北达科他州立大学机械工程助理教授王亚超，以及来自美国能源部三个实验室的研究人员：艾姆斯国家实验室（位于爱荷华州立大学校园）、阿贡国家实验室（位于伊利诺斯州）和橡树岭国家实验室（位于田纳西州）。这些顶尖科研人员的加入，无疑为项目的成功实施提供了有力的保障。

值得一提的是，此次的100万美元拨款只是美国能源部“促进竞争性研究计划”（简称EPSCoR）的一部分。该计划旨在通过提供资金支持，帮助全国各地建立能源相关研究和专业知识的能力。

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