由美国能源部国家核安全局国防核不扩散研发计划(NNSA DNN R&D)资助、在橡树岭国家实验室开展的一个项目,已将增材制造应用于像素化塑料闪烁体阵列的生产。此类器件用于探测和区分中子与伽马射线。
美国空军理工学院(AFIT,隶属于空军大学)博士生钱德勒·摩尔(Chandler Moore)领导了该机构对项目的贡献。摩尔设计、组装并编程了一台定制3D打印机,能够从零开始生产像素化闪烁体阵列。
闪烁体是一类辐射探测器,当受到电离辐射(一种肉眼不可见但对国家安全有追踪价值的能量)撞击时会发光。传统闪烁体制造工艺速度慢,在像素化阵列等复杂几何结构方面受到限制。摩尔开发的3D打印方法解决了这两大局限,在降低成本和人工的同时提高了成品部件的分辨率。
项目期间,摩尔还与橡树岭国家实验室的研究人员合作,开发了一种新型可3D打印的闪烁体树脂,使此前通过传统手段难以实现的高分辨率几何结构的生产成为可能。该工作已产出了两篇经同行评审的发表论文。摩尔还在劳伦斯利弗莫尔国家实验室度过了一个暑期,支持开发可3D打印塑料闪烁体材料的并行工作。
该项目达成了NNSA设定的所有资助方交付要求,并产出了与美国空军若干任务领域相关的探测能力,包括应急响应、条约监测和大气辐射监测。摩尔还与AFIT的其他人员共同参与了这项工作,包括胡安·曼弗雷迪博士、最初撰写项目提案的迈克尔·费布拉罗博士、丹尼尔·鲁特斯特罗姆博士、瑞安·克姆尼茨中校及安德鲁·德克尔中校。
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