Research on Practical Techniques of Laser Cleaning for Decontaminated Surface of Nuclear Facility

核设施净化表面激光清洗实用技术研究

• 批准号: 10558080
• 负责人: FURUKAWA Hiroyuki
• 金额: $ 6.08万
• 依托单位: Institute for Laser Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10558080/
• 关键词: Laser; Surface Cleaning; Simulation; Radioactivity; Fiber; Plasma; 酸化皮膜; SUS304

Investigations on laser cleaning for decontaminated surface have been performed by simulations and experiments. Basic equations of simulations are the equation of thermal conduction, the absorption of laser energy, boundary conditions of melting and evaporation. Simulations have been performed for the case of 2-layers, basic material is SUS304 and surface pollutant is Fe3O4. Simulation results were in good agreements with experiments at the wide range of laser fluence.For the condition of high power laser transport in optical fiber and its application on material surface treatment, two factors are more important, one is surface damage threshold of the fiber, another is transporting rate of laser beam in the fiber. We measure input and output power of lasers, surface damage threshold is obtained and transporting rate is calculated.We perform simulations on SUS304 samples coated by Fe3O4 which thickness is 50mm for the case using 100ps width micro pulse mode-lock laser. We conclude that 100ps micro pulse laser fot the total system of laser has an advantage compared with 20ps micro pulse lase fot the total system of laser cleaning cleaning for decontaminated surface.

通过模拟和实验进行了对污染表面的激光清洁的研究。模拟的基本方程是热传导的方程，激光能量的吸收，熔化和蒸发的边界条件。已经对2层进行了模拟，基本材料为SUS304，表面污染物为Fe3O4。模拟结果与在激光范围广泛的实验中达成了良好的协议。对于光纤中的高功率激光传输的状况及其在材料表面处理中的应用，两个因素更重要，一个是纤维的表面损伤阈值，另一个是纤维中激光束的运输速率。我们测量激光器的输入和输出功率，获得表面损伤阈值并计算运输速率。我们对涂有fe3O4涂覆的SUS304样品进行模拟，使用100PS宽度微脉冲模式锁激光器，该厚度为50mm。我们得出的结论是，与20PS Micro Pulse Lase FOT相比，100PS微脉冲激光器的总体系统具有优势，而对污染表面的激光清洁清洁系统的总系统。

项目成果

古河裕之、今崎一夫、他: "レーザー除染におけるアブレーション過程のシュミレーション"レーザー研究. 26. 172-175 (1998)

Hiroyuki Furukawa、Kazuo Imazaki 等人：“激光去污中的烧蚀过程模拟”激光研究 26. 172-175 (1998)。

古河裕之,内田成明: "金属のフェムト秒レーザーアブレーションに関するシミュレーション"レーザー学会第280回研究会報告書. 46-49 (2000)

Hiroyuki Furukawa、Shigeaki Uchida：“金属飞秒激光烧蚀模拟”日本激光学会第 280 届会议报告 46-49 (2000)。

今崎一夫: "レーザーによる除染"OPTRONICS. 18. 135-138 (1999)

今崎一夫：“激光去污”OPTRONICS，18. 135-138 (1999)。

古河裕之: "レーザーアブレーション除染に関する研究"レーザー学会第270回研究会報告書. 31-34 (1999)

Hiroyuki Koga：《激光消融去污研究》日本激光学会第270次会议报告31-34（1999）。

古河裕之、今崎一夫、他: "酸化皮膜の膜厚が数十ミクロンの場合のレーザー除染効率等の評価" 日本原子力学会1999年春の年会要旨集. 628-628 (1999)

Hiroyuki Furukawa，Kazuo Imazaki，等：“氧化膜厚度为几十微米时激光去污效率的评估”日本原子能学会1999年春季年会摘要628-628（1999）。