客觀日本

NTT應答照射高功率雷射可將石綿無害化,以此抑制粉塵擴散

2022年02月28日 能源環境

NTT已證實,透過高功率雷射照射,可以將石綿由纖維狀變成球狀。另外,還開發了一項技術,即利用繞射光學元件(DOE:Diffractive Optical Element)抑制照射雷射引起的石綿粉塵擴散。一般的石綿建材清除作業當中,存在工人吸入有害的石綿粉塵後引起肺癌或惡性間皮瘤等疾病的風險。NTT表示,利用此次開發的技術,可以將石綿變成無害的球狀,同時還能抑制擴散的粉塵量,由此能大幅減輕工人的健康風險。相關技術内容將在國際光學工程學會於2月21日~27日舉辦的SPIE(The international society for optics and photonics)Photonics West On-demand上發佈。

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圖1:熔化建材中所含石綿的示例
(有害的纖維形狀消失,變成無害的球狀)(供圖:NTT)

石綿被廣泛用作建築物等的隔熱材料,但人吸入後會引起肺癌或惡性間皮瘤等問題已廣爲人知,因此目前很多國家都禁止使用石綿。石綿有害的主要原因被認爲是其極細且尖銳的的形狀,被人體吸入後容易沉積物在肺泡中,對肺組織產生持續性的傷害,並引起基因異常,從而引發細胞癌變。

因此,在拆卸老舊建築物程序中的石綿清除作業,以電動工具爲首的石綿清除工具會將有害的粉塵散布到周圍,因此需要設法保存工人和作業現場周邊不暴露在石綿粉塵中。作爲徹底避免這種暴露風險的方法,需要開發將有害的粉塵無害化的石綿清除技術。

NTT用於開發的高功率雷射被認爲可以在照射點對石綿進行熱熔化以改變其形狀,在此次的雷射照射實驗中,NTT全球首次證實了石綿會改變形狀。在實驗中,NTT用雷射熔化建材中所含的石綿後發現,有害的纖維形狀消失,變成了無害的球狀。

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圖2:利用繞射光學元件控制光束形狀的示例
(可將輸入光(點)轉換成不同的光束形狀和功率密度)(供圖:NTT)

此外,透過用繞射光學元件控制照射石綿塗層材料的高功率雷射的功率密度和光束形狀,還成功抑制了照射雷射時產生的粉塵量。繞射光學元件是可以利用光的繞射現象自由改變雷射束形狀的器件。

透過用繞射光學元件將雷射變成貝塞爾光束(光束不會因繞射現象而擴散的非繞射光束),大幅抑制照射雷射時產生的粉塵擴散量,進一步降低了暴露風險。

NTT利用低成本材料硅實施了支援10瓩級高功率雷射的繞射光學元件,用於石綿無害化處理的雷射照射裝置今後有望降低成本。另外,雷射照射部(雷射頭)透過使用繞射光學元件也可以實施小型輕量化。

原文:《科學新聞》
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部