為了在地球上利用類似太陽的熱能，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室 (ORNL) 的科學(xué)家們邁出了大膽的一步，他們攻克了一項(xiàng)技術(shù)難題：3D打印出首批復(fù)雜、無缺陷且具有復(fù)雜幾何形狀的鎢部件。

你可能會(huì)問，為什么選擇鎢？原因很簡單：鎢的熔點(diǎn)遠(yuǎn)超其他任何金屬，高達(dá)3422°C，是所有金屬中最高的。這使得鎢成為核聚變反應(yīng)堆的理想材料，因?yàn)榫圩兎磻?yīng)堆的等離子體溫度可以超過1.8億華氏度（約1億攝氏度），而太陽中心的溫度僅為2700萬華氏度。這樣的高溫環(huán)境對(duì)材料的耐熱性提出了極高的要求，而鎢能夠在這種極端條件下保持穩(wěn)定。

鎢是一種堅(jiān)硬的材料，但當(dāng)你將它放回室溫時(shí)，它也會(huì)像老骨頭一樣易碎，這種雙重性格一直讓研究人員摸不著頭腦。ORNL的研究人員開發(fā)了一種電子束3D打印機(jī)，通過將鎢逐層沉積成精確的三維形狀，成功地制造出無缺陷的復(fù)雜鎢部件。

想象一下，磁導(dǎo)向粒子流熔化金屬粉末，將其粘合成牢不可破的物體，而高真空環(huán)境確保了無污染物干擾和殘余應(yīng)力的形成，從而提高了部件的質(zhì)量和耐久性。ORNL的Michael Kirka表示：“電子束增材制造有望用于加工復(fù)雜的鎢幾何形狀。”用該團(tuán)隊(duì)的話來說，這意味著我們?cè)趯で鬅o碳能源方面邁出了關(guān)鍵一步。

讓我們重新討論一下聚變反應(yīng)堆的話題。這些反應(yīng)堆就像高辛烷值的大鍋，等離子體在其中以強(qiáng)大的能量舞動(dòng)。然而，控制和利用這種能量極具挑戰(zhàn)性，就像試圖將恒星裝進(jìn)瓶子里一樣，這需要能夠承受高溫的材料。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于使核聚變成為比裂變反應(yīng)堆更清潔、更強(qiáng)大的替代品至關(guān)重要，而ORNL的新鎢技術(shù)可能是解決方案。

在推進(jìn)能源技術(shù)方面，ORNL 團(tuán)隊(duì)取得了重大進(jìn)展。他們正在通過創(chuàng)新方法解決在高溫工業(yè)過程中使用鎢的挑戰(zhàn)。他們的工作不僅有可能提高聚變能源的效率，而且還可能改變我們處理極端溫度工業(yè)過程的方式。這一技術(shù)突破不僅有助于提高聚變反應(yīng)堆的安全性和效率，還為清潔能源技術(shù)的發(fā)展提供了新的可能。

為了在地球上利用類似太陽的熱能，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室 (ORNL) 的科學(xué)家們邁出了大膽的一步，他們攻克了一項(xiàng)技術(shù)難題：3D打印出首批復(fù)雜、無缺陷且具有復(fù)雜幾何形狀的鎢部件。

你可能會(huì)問，為什么選擇鎢？原因很簡單：鎢的熔點(diǎn)遠(yuǎn)超其他任何金屬，高達(dá)3422°C，是所有金屬中最高的。這使得鎢成為核聚變反應(yīng)堆的理想材料，因?yàn)榫圩兎磻?yīng)堆的等離子體溫度可以超過1.8億華氏度（約1億攝氏度），而太陽中心的溫度僅為2700萬華氏度。這樣的高溫環(huán)境對(duì)材料的耐熱性提出了極高的要求，而鎢能夠在這種極端條件下保持穩(wěn)定。

鎢是一種堅(jiān)硬的材料，但當(dāng)你將它放回室溫時(shí)，它也會(huì)像老骨頭一樣易碎，這種雙重性格一直讓研究人員摸不著頭腦。ORNL的研究人員開發(fā)了一種電子束3D打印機(jī)，通過將鎢逐層沉積成精確的三維形狀，成功地制造出無缺陷的復(fù)雜鎢部件。

想象一下，磁導(dǎo)向粒子流熔化金屬粉末，將其粘合成牢不可破的物體，而高真空環(huán)境確保了無污染物干擾和殘余應(yīng)力的形成，從而提高了部件的質(zhì)量和耐久性。ORNL的Michael Kirka表示：“電子束增材制造有望用于加工復(fù)雜的鎢幾何形狀。”用該團(tuán)隊(duì)的話來說，這意味著我們?cè)趯で鬅o碳能源方面邁出了關(guān)鍵一步。

讓我們重新討論一下聚變反應(yīng)堆的話題。這些反應(yīng)堆就像高辛烷值的大鍋，等離子體在其中以強(qiáng)大的能量舞動(dòng)。然而，控制和利用這種能量極具挑戰(zhàn)性，就像試圖將恒星裝進(jìn)瓶子里一樣，這需要能夠承受高溫的材料。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于使核聚變成為比裂變反應(yīng)堆更清潔、更強(qiáng)大的替代品至關(guān)重要，而ORNL的新鎢技術(shù)可能是解決方案。

在推進(jìn)能源技術(shù)方面，ORNL 團(tuán)隊(duì)取得了重大進(jìn)展。他們正在通過創(chuàng)新方法解決在高溫工業(yè)過程中使用鎢的挑戰(zhàn)。他們的工作不僅有可能提高聚變能源的效率，而且還可能改變我們處理極端溫度工業(yè)過程的方式。這一技術(shù)突破不僅有助于提高聚變反應(yīng)堆的安全性和效率，還為清潔能源技術(shù)的發(fā)展提供了新的可能。