В Центре компетенций НТИ «Фотоника» при ПГНИУ ученые работают над серийным изготовлением новых типов оптических волокон, которые способны выдерживать высокие температуры и ионизирующее излучение. Системы и датчики на основе данной технологии позволят уменьшить риски чрезвычайных ситуаций на атомных электростанциях (АЭС) и моментально реагировать на изменение состояния узлов АЭС.
Разработка российских ученых призвана заменить классические медные провода и датчики, используемые на АЭС.
«Оптическое волокно – своего рода нервная система фотонных технологий. Благодаря ему мы можем передавать всю необходимую информацию в анализаторы сигналов и прочую технику. Однако, чтобы установить оптическое волокно в объекты повышенной опасности, необходимо изменить состав стекла, сделав его устойчивым к радиации, и нанести на него специальное покрытие. Использование нашей разработки позволит встроить оптические волокна, например, в работу АЭС для мониторинга состояния её узлов», — комментирует руководитель проекта Центра компетенций НТИ «Фотоника» Ирина Азанова.
Разрабатываемые волокна способны выдерживать температуры до 600 °С, а также ионизирующее излучение большой дозы. Стойкостью к ионизирующему излучению волокно обладает благодаря изготовлению заготовок с сердцевиной из нелегированного кварцевого стекла, а стойкостью к высоким температурам – благодаря нанесению медного покрытия в процессе вытяжки заготовки.
Запуск процессов нанесения углеродного и металлического покрытийУченые ПГНИУ отмечают, что такое оптоволокно может передавать информацию об изменениях в любых условиях, даже во время аварии. Кроме того, сигнал идет без потери и не искажается. Все это позволяет ускорить принятие решения в случае чрезвычайной ситуации.
Также разработанное оптоволокно позволяет измерять несколько параметров. С его помощью возможно контролировать температуру вокруг реактора АЭС или смещение строительных конструкций.
В 2021 году велась работа по налаживанию серийной технологии нанесения медного защитно-упрочняющего покрытия для двух типов оптических волокон. В дальнейшем планируется разработать и внедрить метод внутреннего плазмохимического осаждения из газовой фазы (PCVD). Разрабатываемая технология существенно производительнее существующей в России на данный момент.
«Разрабатываемое оптоволокно только часть большой системы мониторинга. Однако, если оно не будет создано, все остальные компоненты становятся бесполезны, так как сигнал не будет доходить до остальных приборов», — продолжила Ирина Азанова.
Проект специальных волокон не имеет аналогов в России. Работы по нему закончатся в 2024 году. Кроме использования на АЭС, технология пермских ученых применима в медицине и телекоммуникациях. Проект будет реализован на одном из предприятий Пермского края.