现在，德国有越来越多的核电站正在接近最大使用年限，或是已经淘汰退役。近日，Laser Zentrum Hannover eV（LZH）的科学家开发并验证了一种基于激光的切割工艺，该技术旨在减少拆卸过程中由水过滤产生的额外影响。通过这种方法，当核反应堆容器内部构件被激光切割时，排放到水中的放射性污染二次废物最多可减少95%。

利用激光切割方法，可以实现在冷却水中对核反应堆组件的就地拆卸。LZH的水下技术小组利用了激光切割的特性，切割时的接头处熔体会附着在板材上。在传统工艺中，例如水射流切割或使用锯片切割，接头处的材料根据不同的处理方式，切割过程中生成的磨料可能会扩散至冷却水中，后续需要以高昂的代价去除水中的这些二次废物。

在汉诺威水下技术中心，科学家们在四米的水深成功切割不锈钢板（来源：LZH）

LZH的研究人员通过调整激光功率、气压和切割速度等参数，将切割不锈钢板时的重量损失减少了95%，最大程度控制了进入冷却水的二次废物总量。经过实践证明，该工艺方法对切割锆合金有效。锆合金是核反应堆组件的一种常见材料。

在莱布尼茨大学汉诺威水下技术中心，研究小组运用激光技术在4米水深对3mm-15mm不锈钢板进行了切割实验。为此，他们开发了针对水下切割作业的激光元件。研究人员使用的是LZH孵化公司LASER on Demand的移动盘式激光器进行了实验。作为可靠性验证的一部分，LZH水下技术小组与其合作伙伴Orano将该工艺从实验室规模提升到接近工业条件，对应于的技术准备水平等级为6级。

LASER on demand公司成立于2007年8月，该公司可以提供焊接、切割和表面处理的工艺开发以及二手激光器的检修和销售。经过多年发展，公司基于各种激光应用，将主营业务转向了现场大型部件的移动激光加工以及单件原型加工。

水下手动切割在海事工业中具有广泛的应用领域，其范围从传统的水利工程应用如码头或船闸中的板桩燃烧、船舶修理，到管道建设以及海上风电场领域。LASER on demand公司的LuWaPro项目通过使用自动激光切割显着提高了水下切割效率。

水下切割

水下激光切割的原理本质上与空气中激光切割相同。由于水下的特殊环境，使得水下激光切割在切割工艺和切割设备方面都与空气中激光切割有相当大的不同，并影响最终的切割效果。由于水会吸收部分激光能量，并具有良好的冷却效果，切割过程中能量吸收和冷却作用都会削弱激光切割材料的能力，同时水环境要求激光切割头具有良好的防水功能等。

在激光切割过程中，熔融金属仍然附着在板材上（来源：LZH）

除水下激光切割外，目前常用的水下切割技术还有电弧—氧切割和熔化极电弧切割等，设备简单、效率高，但切面质量难以保证。水下磨料射流切割则属于“冷切割”，在切割过程中几乎不产生热效应，无烟、无毒、无火花，可以应用到易燃、易爆和有毒等场合，但喷嘴易磨损、切割速度低，切割质量不如激光切割。

激光器是实施激光切割的最主要设备。激光器波长的选择对于成功实施激光切割至关重要。要想实现水下激光切就需要满足以下两个条件，一是水对此激光器输出能量的吸收损耗小，以尽可能减小激光水下传输损耗的能量；二是激光器成熟度高，工作稳定可靠。

由于水对可见光波段电磁辐射吸收较小，对紫外和中远红外波段电磁辐射吸收较强。因此，用于水下切割激光器的波长需要选在可见光波段和近红外波段。