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3Dプリントされた底部ノズルを備えた燃料集合体の試験 : ウランと燃料

2024年6月27日 ウェスティングハウス社が供給した、3Dプリントされた底部ノズルを備えた鉛製の試験アセンブリ4つが、アラバマ州にあるサザン・ニュークリア社のファーリー原子力発電所で使用されている。ウェスティングハウス社によると、この部品により、燃料アセンブリ内のデブリ捕捉と燃料の耐久性が向上するという。 積層造形法で製造された燃料集合体底部ノズル（画像：ウェスティングハウス） 同社によれば、デブリによる燃料棒被覆管の摩耗作用（デブリフレッティングと呼ばれる）が、加圧水型原子炉（PWR）燃料集合体の漏れの主な原因となっている。 同社によると、付加製造技術は、設計の自由度が高まり、原子炉に侵入する可能性のある破片の直径が小さくなるため、破片のフィルタリングが大幅に改善される。試験では、付加製造された部品の破片耐性が65%から96%へと30%向上した。 「当社の付加製造技術により、画期的な性能を達成し、お客様に即座にプラスの影響を与えることができます」と、ウェスティングハウス社の原子燃料部門社長タリック・チョーホ氏は語りました。「PWR原子炉向けのこの重要な技術革新により、破片の蓄積による燃料棒の漏れのリスクが軽減され、お客様の運用の安全性と効率性が強化されます。」 サザン・ニュークリア社のピート・セナ社長は次のように付け加えた。「過去10年間、サザン・ニュークリア社は燃料の耐久性を向上させる新技術の開発と導入で業界をリードしてきました。既存の原子力発電所は我が国のクリーンエネルギー供給の基盤であり、今後数十年にわたり、より安全で、より手頃で、より信頼性の高い炭素フリーのクリーン原子力発電を提供するために、当社は現在、より堅牢な核燃料の革新に取り組んでいます。」 付加製造（AM）または 3D プリンティングは、通常は材料を層ごとに連続的に追加することで、コンピューター支援設計モデルから 3 次元オブジェクトを構築することにより、製造プロセスを簡素化します。 2015年、ウェスティングハウスはAM核コンポーネントの材料照射研究を初めて実施しました。2020年には、同社はイリノイ州にあるエクセロンのバイロン発電所の稼働中の商用原子炉ユニット1に、AMの安全関連コンポーネントであるシンブルプラギングデバイスを初めて設置しました。 ウェスティングハウスが3Dプリント技術を使用して製造した核燃料デブリフィルターは、フィンランドのオルキルオト原子力発電所2号機とスウェーデンのオスカーシャム原子力発電所3号機に設置されている。ウェスティングハウスによると、ストロングホールドAMフィルターは完全に3Dプリント技術で製造されており、デブリが燃料集合体に入り込み、被覆材を損傷して予定外の高額な停止を引き起こす可能性を防ぐための強化された捕捉機能を備えているという。 2024年、ウェスティングハウスはVVER-440燃料用の1000番目の積層造形部品を製造しました。 ワールド・ニュークリア・ニュースによる調査と執筆 #3Dプリントされた底部ノズルを備えた燃料集合体の試験 #ウランと燃料