ORNL开发3D打印智能追踪器包装，增强放射性物质运输的安全性

zhiyongz 2分钟前阅读数 #案例

导读：在医疗领域，放射治疗通常涉及放射性同位素和其他放射性物质，这些物质可以有效地靶向并摧毁癌细胞。然而，在运往医疗中心的途中，这些物质可能会被拦截并用于其他目的，安全性难以得到保证。2025年4月22日，来自美国橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员开发了一种先进的智能追踪技术：利用 3D 打印技术打造安全包装，并内置电子设备对放射性物质进行持续监控，用于提高放射性物质运输的安全性。

△ORNL先进的追踪技术可以提高其同位素运输的安全性。图片来源：Alonda Hines/ORNL，美国能源部

运输放射性物质的一大挑战是如何追踪包裹。想象一下通过邮件寄送一个箱子。每个包裹都会收到一个追踪号码，用于显示从寄件人到邮递服务商（希望是最终收件人）的转移。包裹送达后，追踪停止，收件人可以使用箱子里的物品。

Mingyan Li说道：“我们正在与橡树岭国家实验室（ORNL）的同事合作，他们精通核包装和先进制造工艺，致力于寻找最可靠的核材料和放射性物质运输方法。“我们正在研究如何让智能技术在整个运输过程中始终伴随包装。这确保了即使包裹从制造商到运输服务商再到最终收货人，也能始终保持跟踪和监控。”

项目名为“关键能源运输智能包装”（SPaCES），通过采用3D打印技术构建包装结构，从而降低篡改的可能性。从材料放入包装开始，包装就受到监控，并一直追踪到材料被取出进行处理为止。ORNL 的燃料循环核工程师Kunal Mondal 表示：“ORNL 拥有世界一流的先进制造设施，这对于与需要自行制造材料的研究人员合作来说是一个有利的条件。” Mondal 的团队与 Li 的团队合作，找到了能够与电子设备良好兼容的包装材料，同时又符合国家关于放射性物质运输的规定。

Mondal于2023年加入橡树岭国家实验室，致力于利用先进制造技术打造智能核运输容器。先进制造技术旨在提升制造工艺，以达到预期效果。这包括打造更坚固的材料，并改进材料的制造工艺。当这些材料用于3D打印或在极端温度和压力下锻造时，最终包装在安全可靠地运输放射性物质方面，在全国范围内的运输中，总体上更加有效。

瑞安·卡凯宁（Ryan Karkkainen）是一位专门研究核材料包装的高级研究员，也是蒙达尔的同事。他于2023年加入橡树岭国家实验室（ORNL），负责测试用于核材料包装的新材料。作为一名机械工程师，他曾为美国陆军和一家知名的美国汽车公司进行材料结构分析。现在，他正在思考核材料包装可能遇到的情况，例如掉落、挤压或被击中。

多年来，ORNL的研究人员一直在探索将智能技术融入核包装的方法。核材料包装工程师团队负责人奥斯卡·马丁内斯（Oscar Martinez）认为，普通家用电器中的智能技术也可以用来增强放射性包装的安全性。

△ORNL利用先进的增材制造方法，利用3D打印技术为Framatome沸水反应堆燃料组件定制了槽型紧固件

马丁内斯说：“每年有三百万批危险和放射性物质的运输。我们已经进行过多次安全测试，但在安全方面，包装上有什么可以保护它免受攻击呢？”他的团队通过采用增材制造技术生产包装，包括传感器，以便在出现安全威胁时进行跟踪、保护并通知当局。

Mingyan Li的团队还致力于确保电子设备的网络连接安全，避免黑客攻击。数据通过云端传输到指挥中心，使用的是橡树岭国家实验室开发的 T-STAR技术。货物在运往目的地的过程中，只有真正需要知道位置的人才能知道，从而避免了包裹丢失或延误的可能性，并确保包裹能够被妥善接收。

△手提箱中的 T-STAR 系统

增材制造和网络安全是ORNL寻求提高放射性物质运输安全性的两种方式。在发表于《国际先进核反应堆设计与技术杂志》的一篇题为“Advancedmanufacturing technologies for enhancing security in nuclear and radiologicalmaterials transport”论文中，Mondal及其合著者还讨论了在运输过程中使用机器人移动放射性物质以减少工人的辐射暴露，以及利用数据分析找到兼顾强度、耐用性和功能的合适包装组件组合。