A impressão 3D tem revolucionado diversos setores e não é diferente na engenharia nuclear. A Oak Ridge National Laboratory (ORNL), em colaboração com a Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC), está na vanguarda dessa inovação ao explorar a produção de componentes de reatores nucleares utilizando métodos de manufatura aditiva. Esse avanço não serve apenas para melhorar a produção de componentes complexos, mas também para potencialmente transformar a forma como a energia nuclear é gerada e utilizada, tornando-a mais acessível e competitiva.
A Tecnologia da Impressão 3D
A tecnologia envolvida utiliza a manufatura aditiva, especificamente a impressão por jato de ligante combinada com um processo de produção cerâmica chamado infiltração por vapor químico. Este método permite a criação de materiais refratários, como o carbeto de silício, que são altamente resistentes ao calor extremo e à degradação. O desenvolvimento desses materiais é crucial para suportar as condições severas que são comuns em reatores nucleares.
Programa Transformational Challenge Reactor (TCR)
O programa Transformational Challenge Reactor (TCR), iniciado pelo Laboratório Nacional de Oak Ridge do Departamento de Energia, visa projetar, fabricar e operar um microreator demonstrativo fabricado de forma aditiva. Combinando avanços em manufatura, materiais, ciências nucleares e computação de alto desempenho, o TCR busca estabelecer uma nova abordagem para a tecnologia de energia nuclear, apresentando um conceito inovador para reatores.
Fabricação de Componentes Complexos
Os métodos tradicionais de usinagem de materiais refratários, como o carbeto de silício, são lentos e custosos. A impressão 3D altera esse cenário ao permitir a criação eficiente de formas complexas, como canais de fluido em trocadores de calor. Esta capacidade é descrita como o “santo graal da manufatura aditiva”, pois facilita a produção de geometrias que antes eram muito difíceis ou impossíveis de alcançar com métodos convencionais.
Reactores Micro Modulares (MMR)
A Ultra Safe Nuclear Corporation está desenvolvendo um Reator Micro Modular (MMR), um reator resfriado a gás de alta temperatura com capacidade térmica de 15 MW e elétrica de 5 MW. Este reator está em processo de licenciamento no Canadá e nos EUA, com planos para construir e operar unidades no Canadá e na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign. Essa iniciativa reforça o potencial dos microreatores na expansão da energia nuclear segura e eficiente.
Colaboração e Instalações
A USNC licenciou a tecnologia de impressão 3D do ORNL e planeja localizar uma nova unidade piloto de fabricação de combustível no East Tennessee Technology Park em Oak Ridge. Essa proximidade com a ORNL facilita o acesso a expertise em tecnologias de núcleo de reator, manufatura aditiva e pesquisa de materiais, potencializando a investigação e o desenvolvimento de novas tecnologias em energia nuclear.
Reflexão do Time do Blog da Engenharia
- A impressão 3D na engenharia nuclear pode transformar a produção de componentes, trazendo mais inovação e eficiência.
- Collaborações como a do ORNL e USNC são essenciais para a expansão do uso da energia nuclear segura e sustentável.
- O avanço no desenvolvimento de reatores modulares pode contribuir significativamente para uma matriz energética mais diversificada e resiliente.
Via: https://interestingengineering.com/energy/us-3d-prints-nuclear-reactor-component
