Nukleárne elektrárne sa zásadne nezmenili už celé desiatky rokov. Zmeny, ktoré nastali v priebehu budovania nových a modernejších, boli len malé a nevýrazné. V laboratóriu v Tennessee však vznikol nápad, ako by mohla byť aj takáto jadrová elektráreň efektívnejšia a šetrnejšia pri využití dostupnejších kľúčových súčastí priamo z 3D tlačiarne. O téme informoval portál Wired.
Vedci z národného laboratória v Oak Ridge prišli s nápadom, ako v praxi využiť jadro pre nukleárnu elektráreň vyrobené 3D tlačou a zlepšiť tým množstvo aspektov týchto komplexných stavieb a ich zariadení.
História jadrových elektrární sa začala písať ešte začiatkom 2. polovice minulého storočia, kedy bol v roku 1951 poprvýkrát v histórii spustený jadrový reaktor na výrobu elektrickej energie, ktorý pri svojej činnosti využíval rýchly množivý reaktor. Výkon takéhoto zariadenia však bol len 100 kW.
Prvá jadrová elektráreň bola postavená v Rusku a elektrickú energiu začala do siete dodávať v roku 1954. Jej výkon dosahoval 5 MW, pričom v jadre bol využitý grafit a voda pre chladenie. V zásade sa však svojim princípom činnosti jadrové elektrárne nezmenili ani v priebehu dekád.
Tragédie, ktoré mohli spôsobiť obrovskú katastrofu, sa stali pre mnohých expertov aj v tomto odbore výstražným prstom, aby s jadrovou energiou experimentovali opatrne. Aj preto je dnes stále pri výstavbe novej jadrovej elektrárne za potreby množstvo zdrojov a najmä financií, ktoré sa často vyšplhajú na stovky miliónov až miliardy eur.
Jadrové elektrárne sú extrémne drahá záležitosť. Zmeniť to môže 3D tlač
Budovanie takýchto komplexov pritom často brzdí aj špecifický postup pre schvaľovanie a certifikačný proces, ktorý musí byť vykonaný pre všetky systémy a zariadenia, komponenty a ďalšie súčastí určených pre využitie v jadrovej elektrárni.
Kurt Terrani z národného laboratória v Oak Ridge informoval aj o prípade, kedy obyčajná skrutka o hodnote niekoľko desiatok centov, stála pri výstavbe jadrovej elektrárne až 20 000 dolárov. Astronomickú cenu zapríčinilo práve zdĺhavé testovanie a certifikácia. Tieto procesy sa pritom môžu ťahať aj celé roky a stáť stovky miliónov.
Je to však práve Terrani a jeho tím, kto prišiel s novým riešením, ktoré by mohlo zmeniť proces výstavby takejto elektrárne a jej jadra. S využitím 3D tlače chcú vedci popohnať toto konzervatívne odvetvie vpred a priniesť doň moderné technológie, ktoré by pomohli k rýchlejšej a lacnejšej výstavbe jadra.
Miesto konvenčných metód a materiálov sa totiž pri svojom projekte spoliehajú na jadro z 3D tlače, ktoré je taktiež schopné poskytnúť v jadrovom systéme elektrárne požadované vlastnosti. Vedci svoju prácu zverejnili aj vo časopise The American Ceramic Society.
Samotná 3D tlač si pritom našla miesto v mnohých odvetviach priemyslu, kde sa využíva pri výrobe mnohých druhov komponentov, pričom inžinieri nie sú pri ich návrhu viac obmedzovaní geometrickými tvarmi vhodnými pre obrábanie materiálov bežnými výrobnými postupmi.
Vlastné navrhnuté jadro z 3D tlače by pritom tím vedcov chcel uplatniť v praxi pri prevádzke jadrovej elektrárne už do roku 2023, pričom by malo byť takéto riešenie schopné poskytnúť výkon 3 MW, ktorým by elektráreň dokázala pokryť spotrebu zhruba 1 000 priemerných domácností, informuje Futurism.
Nenechaj si ujsť
Úplne nový trik vedcov konečne stabilizuje fúznu reakciu vo fúznych reaktoroch
Prvé jadro z 3D tlačiarne je takmer pripravené do prevádzky
Vedci už dokončili finalizáciu návrhu jadra pre ich TCR (Transformational Challenge Reactor) reaktor, ktorý sa bude skladať aj z konvenčných komponentov a systémov, no bude využívať jadro vytlačené pomocou 3D tlače zo silikónového karbidu, ktorý sa pri prevádzke neroztaví. Spĺňa pritom aj náročné vlastnosti, ktorými musí odolať podmienkam v reaktore pri výrobe elektrickej energie, kedy teplota jadra môže dosahovať až takmer 649 °C.
Cylindrické jadro tvorí metalické striebro s nepravidelnými zostavami nukleárneho paliva v jeho centre. Práve v jadre reaktora sa odohráva to najdôležitejšie. Dochádza k štiepnej reakcii pri využití uránového paliva, pričom celý proces je prísne monitorovaný a kontrolovaný mnohými systémami.
V bežných jadrových elektrárňach je však nutné dohliadať na dianie v reaktore „zvonka“, avšak s využitím komponentov z 3D tlače bude možné do reaktora implementovať aj senzory, ktoré budú schopné snímať dianie priamo v centre.
Budú budúcnosťou jadrových elektrární systémy z 3D tlačiarní?
Celé takéto jadro zo spomínaného laboratória pritom nie je vyššie ako 0,5 m a využitie nájde v reaktore o veľkosti sudu piva. Napriek malým rozmerom však bude schopné poskytnúť dostatočný výkon. Navyše, 3D tlač umožní využiť aj komplexnejšie chladiace systémy s netradičnými tvarmi, ktoré môžu ešte efektívnejšie chladiť reaktor počas procesu štiepenia.
Jednotlivé časti takéhoto jadra môžu byť vytlačené už za 8 až 24 hodín a stoja len zlomok toho, koľko by stáli bežné komponenty určené pre jadrové elektrárne. 3D tlač tak môže zásadným spôsobom zlepšiť, zefektívniť a urýchliť tento proces a výstavbu samotných elektrární.
Počas procesu tlačenia však bude potrebná prísna kontrola a monitorovanie pre prípad vzniku možných defektov pri výrobe jednotlivých súčiastok.
Aj malá, nepatrná chyba by totiž mohla spôsobiť obrovské problémy. Tento jadrový priemysel sa tak môže s využitím nových technológií posunúť opäť o krok vpred a stať sa konečne omnoho modernejším.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Drony bude odpaľovať neviditeľnými „nábojmi“. Veľmoc ukázala tichého lovca dronov, ktorý zmení vojny
Milovaný Windows oficiálne končí. Toto je 5 možností, ktoré musíš urobiť, aby si neostal bez ochrany
Vodičov pobúrili nové kontroverzné radary. Rýchlosť ti už nezmeria polícia, ale sused s mobilom
Čína posiela flotilu ničivých zbraní do Afriky. Na papieri bojuje s pirátmi, v skutočnosti ide o niečo horšie
Slováci zistili, že lacný smartfón nemusí byť kompromis. Tento mobil si zamilovali a porazil aj iPhone
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Najväčšia záhada ľudstva odhalená: Po 4500 rokoch konečne vieme, ako Egypťania postavili pyramídy
Prirodzený „zabijak“ rakoviny prekonáva všetky doterajšie terapie. Vedci ohlásili takmer 100 % účinnosť
Legendárna minerálka svetovej kvality sa vracia na pulty. Firma chce oživiť i chátrajúce kúpele
Posun v prípade železničnej nehody: Zadržaného rušňovodiča polícia prepustila
Pohoda odhalila prvého headlinera jubilejného 30. ročníka. Na Slovensko príde legendárna kapela
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- 1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
- Vodičov pobúrili nové kontroverzné radary. Rýchlosť ti už nezmeria polícia, ale sused s mobilom
- Čína posiela flotilu ničivých zbraní do Afriky. Na papieri bojuje s pirátmi, v skutočnosti ide o niečo horšie
- Šéf Lamborghini odpísal elektromobily jednou vetou. Radšej urobia kompromis v obľúbenom pohone
-
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- Šéf Lamborghini odpísal elektromobily jednou vetou. Radšej urobia kompromis v obľúbenom pohone
- Ľudstvo dostane nevyčerpateľný zdroj energie. Iba časť z neho nám dá elektrinu na milióny rokov
- 1200 metrov pod pyramídami objavili 38 000 rokov staré mesto, z ktorého vedcom padla sánka
- Čína posiela flotilu ničivých zbraní do Afriky. Na papieri bojuje s pirátmi, v skutočnosti ide o niečo horšie
-
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Američania ohúrili svet. Z opačného konca planéty vypustili jadrovú raketu, trafila cieľ na meter presne
- Toto už nie je len dron. Najväčšia zbrojovka sveta ukázala zbraň budúcnosti, ktorá zmení vojny
- Slováci majú v dome zdroj energie, o ktorom netušili. Nová technológia vykuruje aj chladí a šetrí tisíce eur
- Legendy na kolesách. Toto je TOP 8 áut od zaniknutých automobiliek, ktoré predbehli dobu
Ak máš tohto operátora, máš to najlepšie na Slovensku. 5G sieť zasahuje už viac než 5 miliónov ľudí
Fosílne palivá ich devastujú a musia konať rýchlo. Dôležitý spojenec Západu sa musí rozhodnúť
Kľúčový ľad planéty sa stráca alarmujúcou rýchlosťou. Vedci hovoria o predčasnej katastrofe
Nemecké tajné služby bijú na poplach: Rusko sa nebojí otvoreného vojenského konfliktu s NATO
Z Nemecka hlásia bizár: Zlodeji plienia na nabíjacích staniciach pre elektromobily, kradnú toto
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP