2013. június: jegyzet, portré, tudomány, biotechnológia, mikroszkópia, innováció, egyetem, disszemináció, zöldkörnyezet, közlekedés, paragrafus, atomenergia, vízgazdálkodás, it
2013. június 4.

Szerző:
Kovács István

ATL Kft. • atl-fo.eu

Optikai kábelek nukleáris sugárzással terhelt környezetben

Nukleáris technológiai folyamatoknál, sugárzással terhelt környezetben különösen fontos az adatok átvitelének biztonsága. Ilyen esetekben a hagyományos optikai kábelek öregedése komoly adat­át­viteli kockázatot jelent. Biztonságos megoldásnak ilyenkor a sugárzásálló optikai kábelek bizonyulnak, amelyeket évekig tartó kutató-fejlesztő munka eredményeképpen az AFL (Fujikura-leányvállalat) gyárt a legmagasabb színvonalon. Az AFL termékeit Magyarországon az ATL Kft. forgalmazza.


A sugárzásálló kábelek ipari rendszerekben alkalmazható optikai kábelek adatátviteli célokra. A kábelek nukleáris sugárzással terhelt terekben, extrém körülmények között, magas biztonsági követelményt támasztó helyeken: atomerőművekben, alagutakban, laboratóriumokban, ipari környezetben, vasúti pályák mentén, repülőtéri rendszerekben, bányászatban, hajózásban használatosak. Acélpáncél réteggel ellátott változat is elérhető (rágcsálók károsítása ellen).

A sugárzásálló optikai szálak magja fluorinadalékkal készül, ez biztosítja a megbízható optikai adatátvitelt magas nukleáris sugárzású környezetben (lineáris gyorsítók, atomreaktorok közelében) is.
A hagyományos optikai szálban a nukleáris sugárzás hatására jelentős csillapítás lép fel. Ez a jelenség a „sugárzással indu­kálódó öregedés” (Radiation Induced Aging, RIA). A tipikus egymódusú szálak germániumadalékolású maggal (core) és tiszta szilícium-oxid alapú héjjal (cladding) készülnek, míg a PSC (Pure Silica Core) szálakat tiszta szálmaggal és fluorinadalékolt héjjal gyártják.

Az AFL sugárzásálló fényvezető szálak fluorinadalékolt maggal készülnek. Az 1. és 2. áb­rán látható, hogy a közönséges PSC szál és a fluorinadalékolt maggal rendelkező szál spektrális csillapítása a kommuniká­cióban használatos hullámhosszaknál, 1310 és 1550 nm-en közel azonos (Laser Focus World, 2009 June). (http://www.aflglobal.com/productionFiles/resources/White-Papers/90390-623e-LFW.aspx)




1. ábra
2. ábra

A Genfben működő CERN és a müncheni Fraunhofer Intézet vizsgálatai igazolták a következőket:

  • A fluorinadalékolt maggal készült szál át­viteli csillapítása 1310 nm-en, 1 MRad/óra sugárdózisnál (Radiation Absorbed Dose) nem érte el az 5 dB/km értéket (az összehasonlító méréseknél a következő legjobb optikai szál csillapítása 18 dB/km volt).
  • Magas dózisoknál az indukált veszteség stabilizálódott, vagyis nem változott a dózis felhalmozódásával. A legtöbb szálnál hosszú időtartamú sugárzásnál az öregedés (RIA) fokozódott, míg az AFL (Fujikura) szál esetében ez stabilizálódott.

A vizsgálatok azt is kimutatták, hogy 72 kRad/óra terhelésnél a legjobb PSC szál öregedésének mértéke a fluorinnal adalékolt SM szálénak minimum kétszerese (maximum hatszorosa) lehet. A germániummal adalékolt szál öregedése egy nagyságrenddel magasabb a fluorinos szálénál.

Az alábbi jellemzőkkel bíró loose tube (LX) kábel­szer­kezetek (3. ábra) érhetők el sugárzásálló kivitelben:

  • Optikai szálak száma: max. 144, többmódusú (Multi Mode, MM) vagy egymódusú (Single Mode, SM).
  • Az alkalmazott anyagoknak köszönhetően tűz esetén veszélyes gáz-, sav-, füstképződés nem jelent kockázatot.
  • Külső köpeny anyaga: XLPO (Cross Linked PolyOlefin), UV-álló, halogénmentes (Low Smoke Zero Halogen, LSZH).
  • Géllel töltött pászmacső (buffer tube) biztosítja a megfelelő vízzárást.
  • Kábellélek: üvegszállal erősített polimer (Fiber Reinforced Plastic, FRP) húzóelem.
3. ábra

Sugárzásálló Breakout kábelek (BE típus) jellemzői (4. ábra):

  • Fényvezető szálak száma: max. 24, több­mó­­dusú (Multi Mode, MM) vagy egymódusú (Single Mode, SM).
  • Az alkalmazott anyagoknak köszönhetően tűz esetén veszélyes gáz-, sav-, füstképződés nem jelent kockázatot.
  • Külső köpeny: extrudált, halogénmentes (Low Smoke Zero Halogen, LSZH), üvegszállal erősített polietilén (Fiber Reinforced PolyEthylene, FR-PE).
  • Belső kábelek köpenye: üvegszállal erősített polietilén (Fiber Reinforced PolyEthylene, FR-PE).
  • Kábellélek: üvegszállal erősített polimer (Fiber Reinforced Plastic, FRP) húzóelem.
  • A húzószilárdság további növelését az ara­mid­szálak biztosítják.
4. ábra
 
Innotéka