مهار انرژی ستاره‌ای با سپر فولاد و بتن. گام بلند آمریکا در ساخت نسل نوین راکتور‌های هسته‌ای

یک کامپوزیت مدولار فولاد و بتن جدید که می‌تواند هزینه‌های ساخت راکتور‌های هسته‌ای را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، یک آزمایش کلیدی را با موفقیت پشت سر گذاشت.

کد خبر: ۱۲۵۰۲۸۳

چهارشنبه - ۲۷ فروردين ۱۴۰۴ / April 16, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یک کامپوزیت مدولار فولاد و بتن جدید که می‌تواند هزینه‌های ساخت راکتور‌های هسته‌ای را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، یک آزمایش کلیدی را با موفقیت پشت سر گذاشت.

کامپوزیت فولادی صفحه دیافراگمی (DPSC) که توسط یک تیم تحقیقاتی از GE Hitachi Nuclear ساخته شده است، قابلیت حیات خود را از طریق یک سری ارزیابی‌های دقیق در آزمایشگاه بوون دانشگاه پوردو نشان داده است.

شان سکستون، معاون اجرایی، هسته‌ای پیشرفته، جنرال الکتریک هیتاچی گفت: «طراحی، ساخت و آزمایش موفقیت آمیز ماژول‌های DPSC، پتانسیل این فناوری ساخت و ساخت پیشرفته را نشان می‌دهد که منجر به صرفه جویی در هزینه‌ها و بهبود برنامه‌های پروژه در استقرار راکتور‌های مدولار کوچک می‌شود.

صفحات فولادی مدولار برای تکرار دیوار راکتور هسته‌ای

توسعه این فناوری ساخت و ساز پیشرفته با اهداف استراتژیک وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) برای کاهش هزینه‌های کلی مربوط به ساخت نیروگاه هسته‌ای تا ۱۰ درصد هماهنگ است.

سیستم DPSC یکی از سه روش پیشرفته‌ای است که توسط DOE برای دستیابی به این هدف در نظر گرفته شده است.

در طی آزمایش‌های اخیر، محققان صفحات فولادی مدولار را با بتن پر کردند تا یکپارچگی ساختاری دیوار محصور راکتور را تکرار کنند.

نمونه‌های مونتاژ شده سپس تحت طیف وسیعی از شرایط بارگذاری قرار گرفتند که برای شبیه سازی عوامل استرس زا در دنیای واقعی از جمله فعالیت لرزه‌ای طراحی شده‌اند.

محققان در یک بیانیه مطبوعاتی توضیح دادند: محققان صفحات مدولار را با بتن پر کردند تا یک دیوار محصور راکتور را شبیه‌سازی کنند و ساختار را در شرایط بارگذاری مختلف قرار دادند تا موقعیت‌های واقعی را که ساختمان راکتور ممکن است تجربه کند، مانند زلزله، شبیه‌سازی کنند.

نتایج فراتر از انتظار بود

لوک ووس، مدیر برنامه در آزمایشگاه ملی آیداهو، تأیید کرد: آزمایش‌های سیستم DPSC در پوردو فراتر از انتظارات ما بود. ما در مورد استفاده از این فناوری ساخت و ساز برای کمک به صرفه جویی در زمان و هزینه در استقرار راکتور‌های هسته‌ای جدید بسیار هیجان زده و مشتاق هستیم.

طراحی DPSC دارای یک متدولوژی مجزا است. از دو صفحه فولادی پیوسته استفاده می‌کند که با صفحات مجاور که دارای دهانه‌های جریان بتنی دایره‌ای هستند به هم متصل شده‌اند. این روش چندین مزیت را نسبت به تکنیک‌های مرسوم کامپوزیت فولاد-بتن ارائه می‌دهد.

ماژول‌های دیوار فولادی را می‌توان خارج از محل در محیط‌های کنترل شده ساخته و متعاقباً در حالی که آماده سازی سایت در حال انجام است به محل ساخت و ساز منتقل کرد.

این رویکرد ماژولار به طور قابل توجهی سرعت مونتاژ و نصب را در مقایسه با روش‌های سنتی افزایش می‌دهد.

مزایای اضافی سیستم DPSC عبارتند از انعطاف‌پذیری طراحی افزایش یافته - ماژول‌ها را می‌توان از سر به انتها جوش داد یا به صورت عمودی روی هم قرار داد و حتی می‌توان انواع فولاد‌های مختلف را در دو طرف دیوار برای رفع نیاز‌های خاص مانند مقاومت در برابر خوردگی ترکیب کرد. همچنین انتظار می‌رود بازرسی‌های کنترل کیفیت سریعتر انجام شود.

ارزیابی غیر مخرب پیشرفته

داده‌های جامع به‌دست‌آمده در این مرحله نمایش اولیه در حمایت از فرآیند صدور مجوز نظارتی برای استفاده از این ماژول‌ها در پروژه‌های ساخت و ساز مهار راکتور آتی مفید خواهد بود.

داده‌های جمع‌آوری‌شده از این آزمایش‌های موفقیت‌آمیز اکنون برای پشتیبانی از فرآیند صدور مجوز برای استفاده از ماژول‌های DPSC در پروژه‌های راکتور آتی مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

محققان تاکید کردند: مرکز ملی نوآوری راکتور DOE (NRIC) در حال حاضر در حال ارزیابی پیشنهادی از جنرال الکتریک هیتاچی برای ساخت بخشی از ساختمان مهار راکتور با استفاده از طراحی DPSC برای سیستم دیوارکشی برای آزمایش بیشتر این فناوری است.

این آزمایش آینده همچنین فناوری دوقلو دیجیتال و تکنیک‌های ارزیابی غیرمخرب پیشرفته را که قبلاً در پروژه توسعه داده بودند، یکپارچه خواهد کرد.

در پایان بیانیه مطبوعاتی آمده است: GE-Hitachi قصد دارد از تکنیک DPSC برای چهار واحد اول راکتور ماژولار کوچک BWXR-۳۰۰ در انتاریو، کانادا استفاده کند.