Laserpulse mit Nebenwirkungen
Risiko von entstehender Röntgenstrahlung bei kurzen Pulsen untersucht.
Ob Schneiden, Bohren, Abtragen oder Strukturieren – die industrielle Bearbeitung von Materialien soll möglichst schnell und kostengünstig sein. Als geeignetes „Allround-
Wissenschaftler der BAM haben erstmals systematisch dargestellt, bei welchen Laserintensitäten und bei welchen Materialien die Röntgenemission über den erlaubten Grenzwerten liegen kann. Aus ihren Erkenntnissen haben sie erste Empfehlungen für Arbeitsschutzmaßnahmen abgeleitet.
Der Einsatz von ultrakurzgepulsten Lasern mit Dauern im Bereich von Piko- und Femtosekunden in der Materialbearbeitung bietet viele Vorteile: Der Laserstrahl ist sehr energiereich, wirkt aber nur für eine sehr kurze Zeit auf das Material ein. Dieser Laserimpuls reicht aus, um das Material präzise zu bearbeiten. Gleichzeitig wird das Material im Bereich rund um die Bearbeitungsstelle kaum erwärmt und bleibt unverändert.
Zur Bearbeitung der Materialoberfläche werden in der Regel viele Laserimpulse hintereinander auf das Werkstück fokussiert. Dabei entsteht ein Gesundheitsrisiko, das bislang unterschätzt wurde: „Beim Auftreffen des Laserimpulses auf das Material kann Röntgenstrahlung entstehen“, erklärt Jörg Krüger, wahrnehmender Leiter des Fachbereichs Technologien mit Nanowerkstoffen. Bei einem einzelnen Laserimpuls ist die Menge der entstehenden Strahlung bei den in der Materialbearbeitung üblichen Bedingungen zwar gering, aber: „Durch die hohen Wiederholraten mit mehreren hunderttausend Impulsen pro Sekunde kann die Röntgenstrahlung einen kritischen Wert erreichen, der über den erlaubten Grenzwerten im Strahlenschutz liegt“, so Herbert Legall, der gemeinsam mit Christoph Schwanke die experimentellen Untersuchungen in der BAM durchführt.
Das BAM-Team hat in Zusammenarbeit mit Günter Dittmar vom Steinbeis-Transferzentrum in Aalen dargestellt, bei welcher Laserintensität und bei welchem Material eine kritische Menge an Röntgenstrahlung entstehen kann: „Der Einsatz von ultrakurzgepulsten Lasern muss sicher sein“, so Jörg Krüger, „mögliche Gesundheitsrisiken müssen durch geeignete Schutzmaßnahmen so gering wie möglich gehalten werden.“ Im aktuellen Forschungsprojekt werden daher auch Möglichkeiten untersucht, wie sich die entstehende Röntgenemission wirksam abschirmen lässt.
BAM / DE
