3D 프린팅된 텅스텐, 핵융합로에서 플라스마 폭발 견뎌내다
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전국 핵융합 시설 DIII-D에서 전체 크기의 3D 프린팅된 텅스텐 타일이 74회의 플라스마 방전을 성공적으로 견뎌내며 미래의 핵융합로에 대한 가능성을 입증했습니다. 이 성과는 핵융합 에너지 응용을 위한 적층 제조의 중요한 이정표가 됩니다.
3D 프린팅된 텅스텐의 내구성
전체 크기의 3D 프린팅된 텅스텐 타일이 샌디에이고에 위치한 DIII-D 국가 핵융합 시설에서 74회의 강력한 플라스마 폭발을 견뎌내며 완전히 무사히 남았습니다. 이 타일은 전자빔 분말 침대 융합(EB-PBF) 기술을 사용하여 제작되었으며, 고출력 운영 중 약 4분 동안 반응로의 다이버터 구역에서 극한의 조건에 노출되었습니다.
고급 제조 방법
연구자들은 텅스텐이 인쇄 과정 동안 2,552°F(약 1,400°C) 이상으로 유지되도록 EB-PBF를 활용하여 취성 균열을 방지했습니다. 이 방법은 고속 전자빔으로 텅스텐 분말을 층별로 녹여내어 ITER와 같은 상업적 핵융합로에 적합한 강력한 부품을 제작할 수 있게 합니다.
협력 노력
이 프로젝트는 노스캐롤라이나 주립대학교, 오크리지 국립연구소, 그리고 JEOL Ltd.의 공동 노력으로 진행되었습니다. 팀은 제조 공정을 성공적으로 확장하여 약 140mm의 지름과 20mm의 두께를 가진 타일을 8개월 만에 생산했습니다. 이 타일은 NC 주립대학교에서 마무리 작업을 거친 후 7월에 테스트를 받았습니다.
핵융합 에너지에 대한 의미
이 타일의 성공적인 테스트는 상업적 핵융합 에너지로 나아가는 중요한 진전을 나타냅니다. NC 주립대학교의 플로리안 라그너 박사는 적층 제조된 텅스텐의 생존 가능성과 침식에 대한 관련 데이터를 생성하는 것이 미래의 핵융합 기술 발전에 필수적이라고 언급했습니다.