客观日本

NTT确认照射高功率激光可将石棉无害化,以此抑制粉尘扩散

2022年02月28日 能源环境

NTT已证实,通过高功率激光照射,可以将石棉由纤维状变成球状。另外,还开发了一项技术,即利用衍射光学元件(DOE:Diffractive Optical Element)抑制照射激光引起的石棉粉尘扩散。一般的石棉建材清除作业当中,存在工人吸入有害的石棉粉尘后引起肺癌或恶性间皮瘤等疾病的风险。NTT表示,利用此次开发的技术,可以将石棉变成无害的球状,同时还能抑制扩散的粉尘量,由此能大幅减轻工人的健康风险。相关技术内容将在国际光学工程学会于2月21日~27日举办的SPIE(The international society for optics and photonics)Photonics West On-demand上发布。

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图1:熔化建材中所含石棉的示例
(有害的纤维形状消失,变成无害的球状)(供图:NTT)

石棉被广泛用作建筑物等的隔热材料,但人吸入后会引起肺癌或恶性间皮瘤等问题已广为人知,因此目前很多国家都禁止使用石棉。石棉有害的主要原因被认为是其极细且尖锐的的形状,被人体吸入后容易沉积在肺泡中,对肺组织产生持续性的损伤,并引起基因异常,从而引发细胞癌变。

因此,在拆除老旧建筑物过程中的石棉清除作业,以电动工具为首的石棉清除工具会将有害的粉尘散布到周围,因此需要设法保护工人和作业现场周边不暴露在石棉粉尘中。作为彻底避免这种暴露风险的方法,需要开发将有害的粉尘无害化的石棉清除技术。

NTT用于开发的高功率激光被认为可以在照射点对石棉进行热熔化以改变其形状,在此次的激光照射实验中,NTT全球首次证实了石棉会改变形状。在实验中,NTT用激光熔化建材中所含的石棉后发现,有害的纤维形状消失,变成了无害的球状。

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图2:利用衍射光学元件控制光束形状的示例
(可将输入光(点)转换成不同的光束形状和功率密度)(供图:NTT)

此外,通过用衍射光学元件控制照射石棉涂层材料的高功率激光的功率密度和光束形状,还成功抑制了照射激光时产生的粉尘量。衍射光学元件是可以利用光的衍射现象自由改变激光束形状的器件。

通过用衍射光学元件将激光变成贝塞尔光束(光束不会因衍射现象而扩散的非衍射光束),大幅抑制照射激光时产生的粉尘扩散量,进一步降低了暴露风险。

NTT利用低成本材料硅实现了支持10千瓦级高功率激光的衍射光学元件,用于石棉无害化处理的激光照射装置今后有望降低成本。另外,激光照射部(激光头)通过使用衍射光学元件也可以实现小型轻量化。

原文:《科学新闻》
翻译编辑:JST客观日本编辑部