現在，德國有越來越多的核電站正在接近最大使用年限，或是已經淘汰退役。近日，Laser Zentrum Hannover eV（LZH）的科學家開發並驗證了一種基於(yu) 激光的切割工藝，該技術旨在減少拆卸過程中由水過濾產(chan) 生的額外影響。通過這種方法，當核反應堆容器內(nei) 部構件被激光切割時，排放到水中的放射性汙染二次廢物最多可減少95%。

利用激光切割方法，可以實現在冷卻水中對核反應堆組件的就地拆卸。LZH的水下技術小組利用了激光切割的特性，切割時的接頭處熔體(ti) 會(hui) 附著在板材上。在傳(chuan) 統工藝中，例如水射流切割或使用鋸片切割，接頭處的材料根據不同的處理方式，切割過程中生成的磨料可能會(hui) 擴散至冷卻水中，後續需要以高昂的代價(jia) 去除水中的這些二次廢物。

在漢諾威水下技術中心，科學家們(men) 在四米的水深成功切割不鏽鋼板（來源：LZH）

LZH的研究人員通過調整激光功率、氣壓和切割速度等參數，將切割不鏽鋼板時的重量損失減少了95%，最大程度控製了進入冷卻水的二次廢物總量。經過實踐證明，該工藝方法對切割鋯合金有效。鋯合金是核反應堆組件的一種常見材料。

在萊布尼茨大學漢諾威水下技術中心，研究小組運用激光技術在4米水深對3mm-15mm不鏽鋼板進行了切割實驗。為(wei) 此，他們(men) 開發了針對水下切割作業(ye) 的激光元件。研究人員使用的是LZH孵化公司LASER on Demand的移動盤式激光器進行了實驗。作為(wei) 可靠性驗證的一部分，LZH水下技術小組與(yu) 其合作夥(huo) 伴Orano將該工藝從(cong) 實驗室規模提升到接近工業(ye) 條件，對應於(yu) 的技術準備水平等級為(wei) 6級。

LASER on demand公司成立於(yu) 2007年8月，該公司可以提供焊接、切割和表麵處理的工藝開發以及二手激光器的檢修和銷售。經過多年發展，公司基於(yu) 各種激光應用，將主營業(ye) 務轉向了現場大型部件的移動激光加工以及單件原型加工。

水下手動切割在海事工業(ye) 中具有廣泛的應用領域，其範圍從(cong) 傳(chuan) 統的水利工程應用如碼頭或船閘中的板樁燃燒、船舶修理，到管道建設以及海上風電場領域。LASER on demand公司的LuWaPro項目通過使用自動激光切割顯著提高了水下切割效率。

水下切割

水下激光切割的原理本質上與(yu) 空氣中激光切割相同。由於(yu) 水下的特殊環境，使得水下激光切割在切割工藝和切割設備方麵都與(yu) 空氣中激光切割有相當大的不同，並影響最終的切割效果。由於(yu) 水會(hui) 吸收部分激光能量，並具有良好的冷卻效果，切割過程中能量吸收和冷卻作用都會(hui) 削弱激光切割材料的能力，同時水環境要求激光切割頭具有良好的防水功能等。

在激光切割過程中，熔融金屬仍然附著在板材上（來源：LZH）

除水下激光切割外，目前常用的水下切割技術還有電弧—氧切割和熔化極電弧切割等，設備簡單、效率高，但切麵質量難以保證。水下磨料射流切割則屬於(yu) “冷切割”，在切割過程中幾乎不產(chan) 生熱效應，無煙、無毒、無火花，可以應用到易燃、易爆和有毒等場合，但噴嘴易磨損、切割速度低，切割質量不如激光切割。

激光器是實施激光切割的最主要設備。激光器波長的選擇對於(yu) 成功實施激光切割至關(guan) 重要。要想實現水下激光切就需要滿足以下兩(liang) 個(ge) 條件，一是水對此激光器輸出能量的吸收損耗小，以盡可能減小激光水下傳(chuan) 輸損耗的能量；二是激光器成熟度高，工作穩定可靠。

由於(yu) 水對可見光波段電磁輻射吸收較小，對紫外和中遠紅外波段電磁輻射吸收較強。因此，用於(yu) 水下切割激光器的波長需要選在可見光波段和近紅外波段。