汉诺威激光中心利用水下激光切割减少反应堆退役期间的废物泄漏
发布时间:2022-08-09 09:12:33 来源:欧宝游戏 作者:欧宝首页
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  一个基于激光切割的工艺技术可以减少核电厂材料在服役到期的拆解过程中高达95%的有害废物的污染,从而将这一技术应用在核电反应堆退役拆解的场合中。来自德国汉诺威激光中心的科学家们发展和证实了这一工艺,成功的在水下拆解了反应堆的废物。

  越来越多的核电厂正在达到它的最大服役寿命或者说到了退役的时间,这是因为核反应的物质使用被耗尽。为了减少在拆解期间水过滤的额外付出,来自德国汉诺威激光中心(Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) )的科学家们发展和证实了一个激光切割的工艺。采用这一办法,高达95%的辐射二次污染在切割的时候释放到水中的危害可以避免。

  据5月31日德国方面的消息,一个基于激光切割的工艺技术可以减少核电厂材料在服役到期的拆解过程中高达95%的有害废物的污染,从而将这一技术应用在核电反应堆退役拆解的场合中。来自德国汉诺威激光中心的科学家们发展和证实了这一工艺,成功的在水下拆解了反应堆的废物

  在直接拆解的过程中,含冷却水的反应堆的部件需要原位拆解。当使用德国汉诺威激光中心发展的水下拆解技术的时候,可以有效的进行激光切割,焊接接头处的溶体在切割的过程中仍然保持了粘附在金属板材上。

  ▲图1. 德国汉诺威激光中心发展的对核电厂退役部件进行水下切割拆解时的激光镜片系统

  研究人员在 Leibniz University的汉诺威水下技术中心展示了这一技术。他们切割的不锈钢是在水下4m的深度下开展的。

  为了实现目标,研究团队发展和构建了激光光学系统用来在水下切割核电厂的部件。实验是在一个汉诺威激光中心的可移动的激光系统中实施的。

  作为该项研究进行证实验证的一部分,汉诺威激光中心的水下技术研究小组同他们的合作伙伴 Orano GmbH一起提升了这一技术,使得该技术从实验室的级别上升到几乎为工业化的水平,相对应的技术成熟度为6级。

  在当前使用的切割工艺中,如水射流切割或锯片切割,来自接头处的材料和额外的磨料会转移到冷却水中,这样就会造成二次污染,会增加额外的比较显著的成本。

  ▲图2. 在汉诺威水下技术中进行的成功的测试,在水下4m的深度,科学家们成功的实现切割不锈钢的工作,切割的不锈钢材料的厚度为3到15mm

  该研究团队优化了其工艺参数,如激光功率、气体压力、切割速度等,这些可以减少在切割不锈钢时高达95% 的质量损失。相应的,就会有更少的二次污染进行到水中。来自该研究团队的研究人员说,该技术在切割Zr合金的时候可以实现相似程度的效率,这是一种另外常见的材料应用于核反应堆材料中。

  ▲图3. 避免产生二次污染的水下激光切割原理的实物展示图:在激光切割的时候,溶体材料保持着仍然粘附在金属板材上而并不会自水中移走

  据江苏激光联盟了解到,测试地点为Leibniz University的汉诺威水下技术中心。该研究小组切割了3到15mm厚度的不锈钢,测试的水下深度为4m。

  汉诺威激光中心[Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)]一直致力于推动激光技术的发展。汉诺威激光中心 (Laser Zentrum Hannover) 是欧洲最重要的科研单位,也是推动企业开展研发和工业培训的“助燃剂”。