ORNL開發(fā)3D打印智能追蹤器包裝,，增強(qiáng)放射性物質(zhì)運(yùn)輸?shù)陌踩��?/a>

導(dǎo)讀：在醫(yī)療領(lǐng)域，放射治療通常涉及放射性同位素和其他放射性物質(zhì),，這些物質(zhì)可以有效地靶向并摧毀癌細(xì)胞,。然而，在運(yùn)往醫(yī)療中心的途中,，這些物質(zhì)可能會被攔截并用于其他目的,，安全性難以得到保證。

2025年4月22日,，南極熊獲悉,，來自美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的研究人員開發(fā)了一種先進(jìn)的智能追蹤技術(shù)：利用 3D 打印技術(shù)打造安全包裝，并內(nèi)置電子設(shè)備對放射性物質(zhì)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控,，用于提高放射性物質(zhì)運(yùn)輸?shù)陌踩�性�?/div>

△ORNL先進(jìn)的追蹤技術(shù)可以提高其同位素運(yùn)輸?shù)陌踩���,。圖片來源：Alonda Hines/ORNL，美國能源部

運(yùn)輸放射性物質(zhì)的一大挑戰(zhàn)是如何追蹤包裹,。想象一下通過郵件寄送一個箱子,。每個包裹都會收到一個追蹤號碼，用于顯示從寄件人到郵遞服務(wù)商（希望是最終收件人）的轉(zhuǎn)移,。包裹送達(dá)后,，追蹤停止，收件人可以使用箱子里的物品,。

Mingyan Li說道：“我們正在與橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的同事合作,，他們精通核包裝和先進(jìn)制造工藝，致力于尋找最可靠的核材料和放射性物質(zhì)運(yùn)輸方法,�,！拔覀冋�在研究如何讓智能技術(shù)在整個運(yùn)輸過程中始終伴隨包裝。這確保了即使包裹從制造商到運(yùn)輸服務(wù)商再到最終收貨人,，也能始終保持跟蹤和監(jiān)控,。”

項目名為“關(guān)鍵能源運(yùn)輸智能包裝”（SPaCES）,，通過采用3D打印技術(shù)構(gòu)建包裝結(jié)構(gòu),，從而降低篡改的可能性。從材料放入包裝開始,，包裝就受到監(jiān)控,，并一直追蹤到材料被取出進(jìn)行處理為止,。

ORNL 的燃料循環(huán)核工程師Kunal Mondal 表示：“ORNL 擁有世界一流的先進(jìn)制造設(shè)施，這對于與需要自行制造材料的研究人員合作來說是一個有利的條件,�,！� Mondal 的團(tuán)隊與 Li 的團(tuán)隊合作，找到了能夠與電子設(shè)備良好兼容的包裝材料,，同時又符合國家關(guān)于放射性物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊?guī)定,。

Mondal于2023年加入橡樹嶺國家實驗室，致力于利用先進(jìn)制造技術(shù)打造智能核運(yùn)輸容器,。先進(jìn)制造技術(shù)旨在提升制造工藝,，以達(dá)到預(yù)期效果。這包括打造更堅固的材料,，并改進(jìn)材料的制造工藝,。當(dāng)這些材料用于3D打印或在極端溫度和壓力下鍛造時，最終包裝在安全可靠地運(yùn)輸放射性物質(zhì)方面,，在全國范圍內(nèi)的運(yùn)輸中,，總體上更加有效。

瑞安·卡凱寧（Ryan Karkkainen）是一位專門研究核材料包裝的高級研究員,，也是蒙達(dá)爾的同事。他于2023年加入橡樹嶺國家實驗室（ORNL）,，負(fù)責(zé)測試用于核材料包裝的新材料,。作為一名機(jī)械工程師，他曾為美國陸軍和一家知名的美國汽車公司進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)分析�,，F(xiàn)在,，他正在思考核材料包裝可能遇到的情況，例如掉落,、擠壓或被擊中,。

多年來，ORNL的研究人員一直在探索將智能技術(shù)融入核包裝的方法,。核材料包裝工程師團(tuán)隊負(fù)責(zé)人奧斯卡·馬丁內(nèi)斯（Oscar Martinez）認(rèn)為,，普通家用電器中的智能技術(shù)也可以用來增強(qiáng)放射性包裝的安全性。

△ORNL利用先進(jìn)的增材制造方法,，利用3D打印技術(shù)為Framatome沸水反應(yīng)堆燃料組件定制了槽型緊固件

馬丁內(nèi)斯說：“每年有三百萬批危險和放射性物質(zhì)的運(yùn)輸,。我們已經(jīng)進(jìn)行過多次安全測試，但在安全方面,，包裝上有什么可以保護(hù)它免受攻擊呢,？”他的團(tuán)隊通過采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)包裝，包括傳感器,，以便在出現(xiàn)安全威脅時進(jìn)行跟蹤,、保護(hù)并通知當(dāng)局,。

Mingyan Li的團(tuán)隊還致力于確保電子設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接安全，避免黑客攻擊,。數(shù)據(jù)通過云端傳輸?shù)街笓]中心,，使用的是橡樹嶺國家實驗室開發(fā)的 T-STAR技術(shù)。貨物在運(yùn)往目的地的過程中,，只有真正需要知道位置的人才能知道,，從而避免了包裹丟失或延誤的可能性，并確保包裹能夠被妥善接收,。

△手提箱中的 T-STAR 系統(tǒng)

增材制造和網(wǎng)絡(luò)安全是ORNL尋求提高放射性物質(zhì)運(yùn)輸安全性的兩種方式,。在發(fā)表于《國際先進(jìn)核反應(yīng)堆設(shè)計與技術(shù)雜志》的一篇題為“Advancedmanufacturing technologies for enhancing security in nuclear and radiologicalmaterials transport”論文中，Mondal及其合著者還討論了在運(yùn)輸過程中使用機(jī)器人移動放射性物質(zhì)以減少工人的輻射暴露,，以及利用數(shù)據(jù)分析找到兼顧強(qiáng)度,、耐用性和功能的合適包裝組件組合。

Mingyan Li期待著看到她的團(tuán)隊的想法在與實驗室同事的合作下得以實現(xiàn),。她說道：“我很高興看到我們的工作能夠加強(qiáng)核運(yùn)輸安全,，這是一項可以轉(zhuǎn)移用于支持國家安全的技術(shù)�,！�