清洁技术

滨松光子学株式会社不仅致力于提供产品,而且矢志通过光学技术,为全球的可持续发展与环境改善贡献力量。我们深知在环境、社会和经济优先事项之间取得平衡的重要性,因此正致力于推进一系列与光学技术相关的举措,以期助力构建一个地球、人类与所有生命形式和谐共存的未来。

案例研究

对塑料资源回收的贡献

尽管汽车、家电及塑料瓶等日用品中使用的塑料制品让我们的生活更加舒适,但由塑料废弃物引发的环境问题正变得日益严峻。

 

塑料制品可能由单一材料制成,也可能含有混合材料或添加剂(如阻燃剂)。回收站处理塑料制品时,需要去除所收集的塑料制品中的金属等异物。

人们常使用 X 射线、近红外、中红外和太赫兹光学传感技术分拣各类塑料制品并识别其中的异物。

X-ray, NIR, MIR, and terahertz sensing for plastic sorting and foreign material identification.

双能 X 射线成像

这是一种利用 X 射线成像分拣材料的方法。
通过使用高低两种 X 射线能量水平获取的处理图像能够实现对可能含有金属碎片、溴、玻璃纤维等污染物的复合塑料的高级检测。

近红外光谱分析

这是较为常见的塑料分拣方法。

由于近红外光的吸收率存在差异,塑料分类主要依据其约 1.9μm 的光谱波长特征。

中红外和太赫兹光谱仪

黑色塑料【如汽车破碎残渣 (ASR)】会吸收近红外光。因此,采用了利用中红外光 (3 μm ~ 5 μm) 和太赫兹光 (30 μm ~ 3mm) 等较长波长的光谱分析方法。

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目录

发掘清洁能源,推动可持续发展

现代社会必须解决的问题之一就是能源问题。目前,日本逾 80% 的一次能源来自化石燃料,但地球上的能源资源终究有限。

在这种情况下,可从海水中取之不尽、用之不竭的氢同位素中提取能量的激光聚变,有望成为解决全球能源挑战的关键。

由于激光聚变发电不会排放二氧化碳或氮化合物,因此有助于解决气候变化等环境问题。作为一种清洁能源,它将促进可持续发展。

 

欲了解有关我们的激光聚变举措的更多信息,请访问“激光聚变研究”。

 

Laser fusion

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通过光合作用对生物资源生产的贡献

据说,地球上逾 80% 的生物质来自通过光合作用吸收的二氧化碳。利用生物资源实现碳中和的技术正在研究中,并有望应用各种光学技术来评估光合作用过程。

光子技术助力通过光合作用生产生物资源,实现可持续发展社会

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荧光量子产率测量——使用光子测量光合作用中光能量的利用率

在光合作用中,叶绿素等光合色素吸收光并发生化学反应。染料吸收的化学能量与光能量的比率是光合作用中光能量的利用率。

 

通过测量吸收光和荧光中的光子数,可以确定吸收光能量的利用率的变化量。有望应用于阐明光合作用机理、提高人工光合作用效率等研发。

 

我们使用了 PL 量子光谱仪来测量吸收光和荧光中的光子数。

光能量转化为化学能量的过程

light energy is converted into chemical energy

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延迟荧光测定——利用光子测量光合作用中化学能量利用率

在光合作用中,叶绿素吸收的光能量被转化为化学能量,并用于生化反应。这对生产生物资源(如二氧化碳固定)而言是必不可少的。当其中的部分化学能量发生逆反应时,叶绿素产生光子。

通过测量这些光子,再结合细胞质量测量,即可评估光合作用。

 

光电倍增管用于测量光子,而微型光谱仪则用于测量细胞质量。

化学能量转化为光能量的过程

Chemical energy is converted into light energy

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研发

对智能农业的贡献

现代农业正面临诸多挑战,包括因劳动力老龄化导致的人手和后继者短缺、气候异常造成的农作物歉收,以及过度施肥引发的环境污染等。

为解决这些问题,智能农业须结合 ICT 和 AI 技术,利用所得数据提高农业效率。

感知植物信息对于智能农业的发展至关重要。通过利用光学技术采集植物信息(如植物含水量、结构成分及生长节律),我们可以推断植物的生长状况及需求。同时,这有助于农民施用适量的肥料并提高收获产品的价值。我们的目标是利用光学传感和检测技术助力实现环保农业。

 

欲了解更多信息,请访问“农业光学传感”。

Smart agriculture

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通过大气分析对环境问题解决方案的贡献

我们居住的地球被各种气体混合而成的大气层覆盖。光学技术用于监测和检测影响地表状况的大气气体。光学技术通过观察大气状况来预测天气,广泛应用于工厂和观测设施等各种场所。

温室气体与气候变化

气候变化是备受关注的全球问题,而温室气体的增加则被视为造成气候变化的原因之一。二氧化碳是众所周知的典型温室气体,但在我们日常生活中排放的某些气体,例如甲烷和一氧化二氮,据说可造成比二氧化碳更严重的温室效应。全球普遍利用光学技术测量温室气体,而我们的产品也应用于各种场景。

温室气体 气候变化潜势 主要排放源
二氧化碳 CO2 1 化石燃料燃烧等
甲烷 CH4 25 水稻种植、畜牧业、垃圾填埋等
一氧化二氮 N2O 298 燃料燃烧、工业处理等。
氢氟碳化物 HFC 1,430 等 喷雾剂、空调制冷剂等
六氟化硫 SF6 22,800 电气绝缘体等

* 气候变化潜势是衡量某种物质温室效应换算为二氧化碳倍数的指标。

* 温室气体排放量通过该系数换算为二氧化碳排放量进行表述。

有关气体分析的更多信息,请访问“用途——气体分析”。

通过土壤分析对土壤污染对策的贡献

为保护人们的健康,需要测量挥发性有机化合物、重金属、农药等各种污染物来了解土壤的状况。了解土壤的结构和物理功能,有助于实现合理的土壤管理与改良,从而达到保护土壤的目标。

质谱作为一种将分析物离子化并进行测量的高精度分析技术而闻名,且已被应用于土壤分析领域。我们的离子检测装置是质谱仪的核心器件。

POP*分析

Environmental Survey of Dioxins in Shizuoka Prefecture

* POP:持久性有机污染物

重金属分析

Example of Heavy Metal Mass Spectrometry

土壤 PFAS 分析

PFAS(全氟烷基物质)是一种具有优异防水防油性能的化学物质,广泛用于各种工业产品。例如,该物质可见于不粘锅、防水服装、食品包装及消防泡沫中。但是,这些化学物质在环境中非常稳定,不易劣化。这就是它也被称为“永恒化学品”的原因。

PFAS 的危害

对人体的影响

PFAS 可以在环境中长期存留,并通过食物链在人体内积累。研究表明,接触高浓度的 PFAS 可能引起诸多健康风险,例如:

  • 致癌
  • 抑制免疫系统
  • 激素失调
  • 肝脏和肾脏功能损伤

环境影响

PFAS 还会引起严重的自然环境问题。土壤和水污染会对生态系统产生负面影响,导致生物多样性减少和水质劣化。稻田和湿地等农业区的污染尤其会影响农作物。

通过土壤中的 PFAS 分析对社会的贡献

发现并预防污染

土壤分析有助于确定 PFAS 污染的来源,并采取措施防止污染扩散。这样可尽量降低对当地居民和农作物的影响。

风险评估与健康保护

通过了解土壤中 PFAS 的浓度,可对相关风险开展评估。预测其对农作物和饮用水的影响以便采取必要措施,这一点尤为重要。这有助于保护居民健康。

滨松集团质谱

有关质谱的更多信息,请访问“用途——质谱”。

对生活用水水质评估的贡献

水质评估不仅有助于保障生活用水安全,在河流、湖泊和海洋的环境保护方面也发挥着至关重要的作用。为了评估水质,会测量多种参数,目前有各种工具可用于这一用途。我们的光源和光传感器可用于检测和测量氮化合物、总有机碳 (TOC)、化学需氧量 (COD)、叶绿素 a 以及其他关键指标。

Water quality assessment parameters

TOC 测量

TOC(总有机碳)指总有机碳含量,是衡量水污染的指标之一。它被定义为水中存在的有机物中的碳含量。

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COD 测量

COD(化学需氧量)即化学需氧量,是衡量水污染程度的一项指标。

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叶绿素 a 的测量

叶绿素 a 是各类藻类和植物中常见的叶绿素类型。在水体中检测叶绿素 a 可用于监测藻类过度繁殖和水污染的发生情况。

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硝酸和亚硝酸盐的测量

氮化合物中的氮素氮和亚硝酸盐氮大量流入湖泊和海洋,引发水体富营养化问题、形成缺氧水团,并导致硫化氢的产生。如果这些物质通过受污染的饮用水进入人体,对婴幼儿的影响将尤为显著。

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用途

辐射剂量与类型的准确测量

在地球上,很多物质都会释放辐射。

不仅核电站等人造设施会释放微量辐射,食物和生物体也会释放微量辐射。滨松光子学株式会社利用光学技术获得的准确测量数据,有助于更清晰地了解这些辐射水平。

方法比较

尽管根据测量目的不同,适宜的辐射测量方法也有所差异,但作为一种能够分离辐射核素的高精度测量方法,闪烁体法的需求正日益增长。

滨松光子学株式会社开发和制造的紧凑型轻便高灵敏度光电检测器非常适合实施闪烁体法。

闪烁体法

半导体法

电离室法

GM 管道系统

项目 闪烁体法 半导体法 GM 管道系统
特点 可进行核素鉴别 紧凑轻便低成本 结构简单
主要用途
监控岗
モニタリングポスト

便携式测量仪
携帯型計測器

表面污染测量仪
表面汚染測定器

什么是核素鉴别?

在辐射测量中,对物质辐射能差异进行区分的过程称为核素鉴别。

通过核素鉴别,不仅能够测量辐射水平,还能获得有助于深入分析和查明根本原因的数据,例如识别具体的放射性物质。这种材料识别方法被称为核素识别。

能量谱

Energy spectrum

每个核素的吸收峰

Absorption peaks for each nuclide

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