再生可能エネルギーの需要が高まるにつれ、既存の水中インフラを解体するための最新技術の必要性も高まっています。 たとえば、洋上風力発電所の出力をより高いレベルに高めるには、技術者がより高い出力を得るために鉄骨を再構築できるように、海面下にある可能性がある既存の古い鉄骨フレームを最初に撤去する必要があります。
フラウンホーファー材料・ビーム技術研究所 IWS (フラウンホーファー IWS) の研究者らは、実験室でのテストにおいて、鋸、自動ワイヤーソー、プラズマ カッターなどの一般的に使用されている技術に比べて、いくつかの利点を備えた水中切断用の短波長緑色レーザー切断方法を開発しました。 。
研究者らによると、1キロワット級を超える短波長の緑色レーザーではこれだけの切断能力が必要なため、この技術が可能になったという。 研究者らは、将来的にはより波長の短い青色レーザーが使用される可能性があると述べている。
短波緑色レーザーが水中環境で鋼鉄を切断
既存の緑色レーザーが水中で動作する場合、水の圧力を利用して、生じた溶融物を切開部から排出することができるため、電力損失や追加のガスラインの必要性などの性能上の欠点が解消されます。 フラウンホーファーの研究者らは、レーザーによる金属の切断は完全に新しい方法ではないが、通常は赤外線またはその他の長波レーザー放射を使用して乾燥環境で行われ、補助ガスをビームと同軸に合わせて溶融金属を除去する。その過程で生み出される金属。
しかし、海洋では、水は光の長い波をあらゆる方向に散乱させます。 その結果、レーザー出力の大部分は短距離で消費されます。 補助ガスにも複雑な配管システムが必要です。
ほとんどの産業用レーザーと比較して、波長が短いレーザーは大きな損失なく水を透過できます。 したがって、これらのレーザーは水中環境でも使用できます。 この媒体は海洋に豊富に存在し、ガスパイプラインを敷設する必要がなく、乾燥した環境で必要な切断ガスを代替できます。
さらに、ガスおよびガス混合物 (空気など) は、実際の用途に使用する前にある程度まで圧縮できます。 一方、水は圧縮しにくいのです。 そのため、切削媒体として、少ない力と時間のロスで界面の溶け残りを除去することができます。
このアプローチは、レーザーアタッチメントを備えたコンパクトな水中ビークルの構築にもつながる可能性があります。 設計者はこれらのユニットを既存の自動鋸盤よりも小型かつ効率的に設計できるため、これらのアタッチメントは、一部のアクセスが難しい水中構造物であっても、そのような領域に使用できます。
さらに、鋸引きとは異なり、分解チームはレーザー カッターに新しい刃やその他の消耗品を常に装着する必要がありません。 さらに、このようなシステムは廃棄物を出さず、有害物質を大気中に放出しません。 研究者らは、古い原子力発電所を解体する際には、この特別な利点が重要であると述べている。 このような場合、新しい建設を進める前に、鋼製コンポーネントを水中で除去する必要があることがよくあります。 切断ガスを使用すると、放射性廃棄物が泡とともに表面に浮き上がる場合があります。
次のステップとして、研究者らは実験室規模で実証されたコンセプトをさらに発展させ、実用的なシステムに発展させたいと考えています。
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