一個(gè)基于激光切割的工藝技術(shù)可以減少核電廠材料在服役到期的拆解過程中高達(dá)95%的有害廢物的污染，從而將這一技術(shù)應(yīng)用在核電反應(yīng)堆退役拆解的場合中。來自德國漢諾威激光中心的科學(xué)家們發(fā)展和證實(shí)了這一工藝，成功的在水下拆解了反應(yīng)堆的廢物。

越來越多的核電廠正在達(dá)到它的最大服役壽命或者說到了退役的時(shí)間，這是因?yàn)楹朔磻?yīng)的物質(zhì)使用被耗盡。為了減少在拆解期間水過濾的額外付出，來自德國漢諾威激光中心（Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ）的科學(xué)家們發(fā)展和證實(shí)了一個(gè)激光切割的工藝。采用這一辦法，高達(dá)95%的輻射二次污染在切割的時(shí)候釋放到水中的危害可以避免。

據(jù)5月31日德國方面的消息，一個(gè)基于激光切割的工藝技術(shù)可以減少核電廠材料在服役到期的拆解過程中高達(dá)95%的有害廢物的污染，從而將這一技術(shù)應(yīng)用在核電反應(yīng)堆退役拆解的場合中。來自德國漢諾威激光中心的科學(xué)家們發(fā)展和證實(shí)了這一工藝，成功的在水下拆解了反應(yīng)堆的廢物

在直接拆解的過程中，含冷卻水的反應(yīng)堆的部件需要原位拆解。當(dāng)使用德國漢諾威激光中心發(fā)展的水下拆解技術(shù)的時(shí)候，可以有效的進(jìn)行激光切割，焊接接頭處的溶體在切割的過程中仍然保持了粘附在金屬板材上。

▲圖1. 德國漢諾威激光中心發(fā)展的對核電廠退役部件進(jìn)行水下切割拆解時(shí)的激光鏡片系統(tǒng)

研究人員在 Leibniz University的漢諾威水下技術(shù)中心展示了這一技術(shù)。他們切割的不銹鋼是在水下4m的深度下開展的。

為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展和構(gòu)建了激光光學(xué)系統(tǒng)用來在水下切割核電廠的部件。實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)漢諾威激光中心的可移動(dòng)的激光系統(tǒng)中實(shí)施的。

作為該項(xiàng)研究進(jìn)行證實(shí)驗(yàn)證的一部分，漢諾威激光中心的水下技術(shù)研究小組同他們的合作伙伴 Orano GmbH一起提升了這一技術(shù)，使得該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室的級別上升到幾乎為工業(yè)化的水平，相對應(yīng)的技術(shù)成熟度為6級。

在當(dāng)前使用的切割工藝中，如水射流切割或鋸片切割，來自接頭處的材料和額外的磨料會轉(zhuǎn)移到冷卻水中，這樣就會造成二次污染，會增加額外的比較顯著的成本。

▲圖2. 在漢諾威水下技術(shù)中進(jìn)行的成功的測試，在水下4m的深度，科學(xué)家們成功的實(shí)現(xiàn)切割不銹鋼的工作，切割的不銹鋼材料的厚度為3到15mm

該研究團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了其工藝參數(shù)，如激光功率、氣體壓力、切割速度等，這些可以減少在切割不銹鋼時(shí)高達(dá)95% 的質(zhì)量損失。相應(yīng)的，就會有更少的二次污染進(jìn)行到水中。來自該研究團(tuán)隊(duì)的研究人員說，該技術(shù)在切割Zr合金的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)相似程度的效率，這是一種另外常見的材料應(yīng)用于核反應(yīng)堆材料中。

▲圖3. 避免產(chǎn)生二次污染的水下激光切割原理的實(shí)物展示圖：在激光切割的時(shí)候，溶體材料保持著仍然粘附在金屬板材上而并不會自水中移走

據(jù)江蘇激光聯(lián)盟了解到，測試地點(diǎn)為Leibniz University的漢諾威水下技術(shù)中心。該研究小組切割了3到15mm厚度的不銹鋼，測試的水下深度為4m。

漢諾威激光中心[Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)]一直致力于推動(dòng)激光技術(shù)的發(fā)展。漢諾威激光中心 (Laser Zentrum Hannover) 是歐洲最重要的科研單位，也是推動(dòng)企業(yè)開展研發(fā)和工業(yè)培訓(xùn)的“助燃劑”。