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4163D打印技術(shù)正在以驚人的速度發(fā)展，在美國(guó)能源部(DOE)阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的核材料科學(xué)家強(qiáng)調(diào)3D打印對(duì)核工業(yè)的重要性，科學(xué)家們深入研究3D打印機(jī)新材料的領(lǐng)域，并使用它們來(lái)促進(jìn)非常敏感的材料的回收利用。
目前，科學(xué)家可以從核反應(yīng)堆回收多達(dá)驚人的95%乏燃料，剩下的5%的燃料仍然需要存儲(chǔ)很多材料。但是，科學(xué)家正在使用3D打印技術(shù)以進(jìn)行更多回收利用，從而加大了回收核廢料?？茖W(xué)家們?cè)凇巴ㄟ^(guò)簡(jiǎn)化的次Act系元素鑭系元素分離過(guò)程(ALSEP)和增材制造來(lái)關(guān)閉核燃料循環(huán) ”中概述的研究結(jié)果，解釋了“如何通過(guò)回收利用核裂變擴(kuò)大低碳基本負(fù)荷電力生產(chǎn)核燃料循環(huán)中的長(zhǎng)壽命act系元素同位素。” 此外，它們可以再利用2%的核材料，從而產(chǎn)生指數(shù)差異。Argonne核化學(xué)家和合著者安德魯·布雷西爾斯(Andrew Breshears)表示：“而不是將5%的信息存儲(chǔ)數(shù)十萬(wàn)年，而將剩余的3%的信息存儲(chǔ)至多約一千年?！?換句話說(shuō)，這個(gè)額外的步驟可以將存儲(chǔ)長(zhǎng)度減少近一千倍。在第四代快速反應(yīng)堆中分解核材料將產(chǎn)生更多的電力?？茖W(xué)家們通過(guò)從稱為鑭系元素的稀土金屬中分離a和cur來(lái)達(dá)到他們的目標(biāo)。借助3D打印技術(shù)，他們可以克服將試管工作規(guī)模擴(kuò)大到更大規(guī)模方面的持續(xù)挑戰(zhàn)。在重新設(shè)計(jì)分離化學(xué)物質(zhì)的過(guò)程時(shí)，研究人員能夠3D打印“接觸器”并將其鏈接。Breshears說(shuō)：“這彌合了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模和工業(yè)規(guī)模元素分離之間的鴻溝?！笨傊?，科學(xué)家們必須使用36步的分離藍(lán)圖，將99.9%的the系元素與鑭系元素分離。
Breshears說(shuō)：“它們的氧化態(tài)是相同的，使其很難分離?！毖芯啃〗M還發(fā)現(xiàn)，在使用3D打印機(jī)時(shí)，接觸器是一種安全措施，連接接觸器的管子可防止di或放射性物質(zhì)轉(zhuǎn)移。他們還意識(shí)到，擁有3D打印機(jī)材料所提供的靈活性是多么有用。
“如果零件確實(shí)發(fā)生故障，則很容易重新打印和更換它。我們可以輕松地添加或刪除步驟。”阿貢核化學(xué)家兼合著者彼得·科扎克(Peter Kozak)說(shuō)。Breshears說(shuō)：“也許我們會(huì)找到一種縮減流程規(guī)模的新方法。系元素分離得越多，我們就越能減少它們對(duì)公眾和環(huán)境的影響。”
▲使用簡(jiǎn)化的次Act系元素鑭系元素分離工藝(ALSEP)和增材制造來(lái)關(guān)閉核燃料循環(huán)
3D打印機(jī)幾乎每天都在不斷產(chǎn)生一項(xiàng)創(chuàng)新。這意味著正在使用大量材料并將其制成會(huì)產(chǎn)生廢物并經(jīng)常成為廢物的產(chǎn)品，無(wú)論是因?yàn)樗鼈兪怯∷⑹』蜻^(guò)時(shí)的設(shè)計(jì)的一部分，還是由于其他原因。沒(méi)有人希望在地球上堆積更多的垃圾，因此許多公司都致力于回收利用，從將用過(guò)的粉末變成長(zhǎng)絲，再使用復(fù)合材料，還研究了原始材料與回收材料之間的比較，進(jìn)而減少對(duì)環(huán)境的傷害。
