Optikai kábelek nukleáris sugárzással terhelt környezetben
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)
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.
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.