لأول مرة في العالم، تم تصنيع وحدة رئيسية لمفاعل نووي باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد

شركة امبيرا الامريكية مكتمل إنتاج أول مكون مفاعل نووي واسع النطاق تم إنشاؤه بالكامل باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. يمثل هذا الجزء معلمًا مهمًا في خطة الشركة الطموحة لإنشاء محطات نووية مدمجة تعمل بالثوريوم تعمل بالوقود الآمن، والتي تقول AMPERA إنها ستكون الأولى من نوعها في العالم.

نهج جديد للطاقة النووية

وقال بريان ماثيوز، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة AMPERA: “إن قلب المفاعل ووعاءه يضعان الأساس لإنتاج محطات ضخمة للطاقة النووية”. “توفر التقنيات المتقدمة والتصنيع الإضافي مسارًا تجاريًا واضحًا لجلب الطاقة النووية الجديدة إلى السوق في إطار زمني متسارع.”

يتيح استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للشركة تقليل المهل الزمنية الطويلة تقليديًا لتطوير وتنفيذ التقنيات النووية الجديدة.

ميزات التصميم

يعتمد المفاعل على قلب كروي متجانس من هيكل جيروي معقد، مطبوع من كربيد السيليكون. توفر هذه الهندسة والمواد ما يصل إلى 30 عامًا من التشغيل بدون وقود. بدلاً من قضبان اليورانيوم التقليدية، يتم هنا استخدام عناصر وقود الثوريوم ذات الشكل الخاص – حبيبات الوقود المتناحية ثلاثية البنية.

يوفر التصميم سلامة سلبية عالية. يعمل المفاعل في الوضع دون الحرج (أي أن قوة التفاعل لا تزيد تلقائيًا)، ويعتمد على القيود الفيزيائية والمادية الطبيعية. وهذا يعني أن هناك حاجة قليلة لأنظمة الحماية النشطة أو عمليات الإغلاق الإلكترونية أو تدخل المشغل.

وستنتج النماذج الصناعية الأولى 30 ميجاوات من الطاقة الكهربائية، لكن خريطة طريق الشركة تتضمن بالفعل خيارات للطاقة الأعلى.

ولضمان إمدادات مستقرة من المواد الخام، أنشأت AMPERA شركة تابعة في أستراليا تعمل في مجال التعدين والخدمات اللوجستية الأولية للثوريوم. يتم إجراء المزيد من المعالجة والتصنيع لخلايا الوقود في الولايات المتحدة الأمريكية باستخدام تقنية الطباعة النافثة للحبر السائل الخاصة.

حلول مؤقتة للعملاء

وبينما تخضع المنشآت النووية الكبرى لإجراءات الاعتماد اللازمة، تقدم الشركة للعملاء حلاً مؤقتًا يسمى هندسة الطاقة المتكاملة. هذه أنظمة طاقة غازية معيارية عالية الكفاءة تستخدم تقنية ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج. لقد تم توحيد ثلثيهم مع النسخة النووية المستقبلية.

وأشارت الشركة في بيان صحفي إلى أن “أنظمة الغاز المعيارية هذه تعادل ثلثي التكوين النووي”.

لأي الأسواق تم تصميم التكنولوجيا؟

تعتزم AMPERA تقديم مفاعلاتها الدقيقة في المقام الأول لتلك الصناعات التي تتطلب طاقة موثوقة وصغيرة الحجم في الموقع. والأولوية هي مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي والنقل البحري والمرافق العسكرية والمؤسسات الصناعية الثقيلة.

وقال بريان ماثيوز: “تم تصميم مفاعلاتنا للأسواق التي تحتاج إلى الطاقة بشدة: الذكاء الاصطناعي، والدفاع، والصناعة، والبحرية”. “نتوقع أن نكون أول شركة تطلق فعليًا إنتاج المصانع التجارية للمحطات النووية مع جدول زمني واقعي للتنفيذ في السنوات المقبلة.”

ويمكن أن يكون هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو ظهور مصادر طاقة نووية آمنة ومدمجة ومنتجة بكميات كبيرة قادرة على تلبية الطلب المتزايد للصناعات الحديثة كثيفة الاستهلاك للطاقة.