Классический ядерный реактор вместе с блоком АЭС строится 15–20 лет. Это большой срок, особенно в условиях тотальной нехватки электроэнергии, с чем в полный рост столкнулись в США. Выход ищут в строительстве малых модульных реакторов, чтобы сократить создание АЭС хотя бы до 10 лет, но нужно ещё быстрее, с чем, например, может помочь 3D-печать.
В последние месяцы на базе Ок-Риджской национальной лаборатории США (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) на практике была испытана технология ускоренного создания бетонных конструкций для реакторов и АЭС. Работа с бетоном требует немало подготовки и времени, поскольку заранее необходимо возвести надёжную опалубку часто очень сложной конструкции. Компания Barnard Construction предложила печатать опалубку с помощью 3D-принтера из обычного ABS-пластика, что должно существенно сократить время на эту часть работы при строительстве каждого нового энергоблока.
В качестве демонстрации технологии инженеры Barnard Construction создали 3D-модель опалубки и отлили в неё из бетона элементы антирадиационного щита «Янус» (Janus) — колонны сложной формы. Щит «Янус» будет возведён вокруг первого в США демонстратора реактора четвёртого поколения Hermes, который в Ок-Ридже строит компания Kairos Power. В процессе создания опалубки из пластика пришлось решать нетривиальные задачи по повышению жёсткости и прочности гигантской модели, которая должна выдерживать очень большое давление при наполнении жидким бетоном.
Эксперимент удался — опалубка из пластика была изготовлена быстрее, чем из стали или дерева и выдержала процесс заливки и застывания бетона без возникновения дефектов в конструкции. Теперь в компании Barnard Construction работают над проектом по использованию для 3D-печати биокомпозитного сырья. Фактически это отходы деревообрабатывающей промышленности, что позволит снизить стоимость материалов на 75 % за счёт использования отходов местной лесной продукции.
Пример формы и три отлитых колонны для экрана «Янус»