Prix Découverte D.F Torgerson : L’impression 3D à l’aide du dioxyde d’uranium
Anil Prasad, Catherine Thiriet, Daniel Cluff, James Crigger, Jeffrey Battersby, Nikolas Kotsios et Reeghan Osmond
Pour l’impression 3D à l’aide du dioxyde d’uranium.
Le projet « Impression 3D à l’aide du dioxyde d’uranium » est proposé en reconnaissance de la réussite exceptionnelle de l’équipe de recherche sur le développement du combustible, qui a réussi à imprimer en 3D, en toute sécurité, du dioxyde d’uranium naturel radioactif (UO2). Le travail est le point culminant de plusieurs années de recherche spécialisée, qui a commencé en 2017, et de plusieurs itérations de développement, s’appuyant sur l’impression 3D d’autres matériaux connexes, y compris la zircone inerte et la thorine radioactive.
Les réacteurs d’énergie nucléaire conventionnels sont alimentés en UO2 sous forme de cylindres empilés dans des éléments combustibles pour former des grappes de combustible. Si la forme cylindrique du combustible présente l’avantage d’être facile à produire (c.-à-d., le pressage et le frittage d’une pastille de combustible cylindrique droite est une méthode établie), il s’avère nécessaire de trouver un compromis avec le gradient de température subi par les pastilles de combustible en cours d’utilisation, en raison de la très mauvaise conductivité thermique de l’UO2. L’industrie nucléaire cherchant à augmenter la température du liquide de refroidissement du réacteur pour augmenter l’efficacité, une nouvelle conception de combustible est nécessaire pour tolérer l’augmentation des températures de fonctionnement. L’application du processus d’impression 3D pour créer un objet tridimensionnel couche par couche à l’aide de plastique et d’une conception générée par ordinateur peut être appliquée à la fabrication de combustible nucléaire, découvrant ainsi une technique qui peut imprimer de nouvelles géométries afin d’améliorer la sécurité et la performance des réacteurs futurs.