Надійний зв'язок є критично важливим фактором для систем безпеки, моніторингу та автоматизованого керування, що експлуатуються в агресивних промислових умовах. Це завдання стає ключовим для об'єктів атомної енергетики, сховищ радіоактивних відходів, комплексів ядерної медицини та критичної інфраструктури, де оптичні кабельні траси піддаються постійному впливу іонізуючого випромінювання.
Виробничий підрозділ OPTOKON Kable взяв участь у спільному науково-дослідному проєкті з Чеським технічним університетом у Празі та Інститутом ядерних досліджень в Ржежі. Метою випробувань було визначення впливу високих доз гамма-випромінювання на працездатність кабелів з одномодовим волокном. Результати дослідження опубліковані в авторитетному міжнародному рецензованому журналі Radiation Physics and Chemistry.
Параметри випробувань під впливом гамма-випромінювання
Об'єктом тестування став експериментальний оптичний кабель, що містить чотири одномодових волокна стандарту G.657.A1 з легованою германієм серцевиною та оболонкою з чистого кварцового скла. Конструкція кабелю розроблена з подвійною захисною оболонкою для важких умов зовнішньої та промислової інсталяції.
Тестування проводилося за такими сумарними дозами гамма-випромінювання:
- 67,7 кГр за потужності дози 0,89 кГр/год
- 98,4 кГр за потужності дози 6,4 Гр/год
- 198,0 кГр за потужності дози 0,76 кГр/год
Вимірювання загасання та практична швидкість передачі даних
У процесі та після завершення опромінення команда фіксувала зміни оптичного загасання на ключових довжинах хвиль: 1310 нм, 1383 нм, 1490 нм, 1550 нм та 1625 нм.
Гамма-випромінювання провокує зростання загасання через утворення мікродефектів у структурі кварцового скла, які поглинають частину світлового сигналу. Після припинення впливу радіації загасання знижується завдяки процесу релаксації (відновлення), під час якого частина радіаційно-індукованих дефектів рекомбінує.
Паралельно з вимірюванням оптичних втрат перевірялася реальна пропускна здатність каналу зв'язку безпосередньо під дією радіації. На максимальній дозі 198,0 кГр швидкість передачі даних тестувалася на довжині хвилі 1310 нм на 100-метровій дистанції:
- Базова швидкість до випробувань: 946 Мбіт/с
- Швидкість під максимальним навантаженням (198 кГр): 944 Мбіт/с
Отриманий результат підтверджує: навіть за граничних рівнів радіації оптичний кабель забезпечує передачу даних на рівні 1 Гбіт/с без втрати стабільності каналу.
Ключові інженерні висновки
Перевага довжини хвилі 1310 нм
Найменше радіаційно-індуковане загасання зафіксовано на довжині хвилі 1310 нм. На довших хвилях (1490 нм та 1550 нм) рівень втрат був суттєво вищим. Для систем зв'язку в радіаційно небезпечних зонах робота в O-діапазоні (1260–1360 нм) має відчутну перевагу над C-діапазоном (1550 нм). Це важливий критерій для інженерів під час вибору трансиверів та побудови топології мережі.
Сумарна доза як головний розрахунковий показник
Дослідження показало, що вирішальний вплив на деградацію оптичного сигналу має сумарна поглинута доза випромінювання, а не швидкість її отримання (потужність дози). Це суттєво спрощує проєктування кабельних трас та проведення кваліфікаційних аудитів для об'єктів критичної інфраструктури.
