美国高校开发激光除冰技术用于核电站安全系统维护

南佛罗里达大学 (University of South Florida) 工程团队开发出一种定制化激光除冰技术，用于解决核电站关键安全系统维护中的冰篮粘连问题。该技术经过四年研究、设计和测试，已在田纳西河谷管理局 (TVA) 运营的两座核电站完成现场测试。

这项技术由南佛罗里达大学机械与航空航天工程教授艾哈迈德·瓦塞尔贝哈格 (Ahmed Vaselbehagh) 和博士后研究员泰·哈根 (Ty Hagan) 共同研发，主要面向部分美国、日本和芬兰核电站采用的冰冷凝器系统。该类系统内设有大量装填含硼冰的冰篮。在极端事故工况下，这些冰可用于吸收热量并帮助降低安全壳内压力。

在例行检查中，电站人员需要逐个吊起并称重数千个冰篮，以确认其状态符合要求。但随着补冰作业反复进行，相邻冰篮之间可能冻结粘连，导致单个冰篮难以单独吊装和检查。TVA 因此委托研究团队开发一种更安全、高效的分离方法，减少人工操作强度，同时避免损坏设备。

研究团队设计的激光除冰系统可在冰篮之间狭窄空间内作业，并能在约40英尺(约12米)深处完成切割。该装置通过精密激光切开连接相邻冰篮的冰层，使工作人员无需大范围融化冰体即可完成分离和检查，从而减少融水产生，降低其他区域再次结冰或低位区域积水处理的压力。

该系统研发涉及机械工程、电气工程、光学、控制、制造和安全合规等多个领域。团队需要确保设备能够承受极低温环境，通过极窄开口，并由核电站人员在严格监管的运行环境中安全操作。研究人员还完成了辐射工作人员和激光安全相关认证，并在冰冻环境和污染控制区开展多轮测试，以验证其在核设施内使用的可靠性。

最终设备由数百个部件组成，并配套形成操作规程、技术文件和培训材料，便于电站人员独立使用和维护。研究团队表示，该技术可在数分钟内清除数英尺厚的积冰，有助于缩短维护时间，提高核电站关键安全检查的执行效率。