Сергей Песков - История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

– возможность применения в существующих линиях (в место обычных из стали и алюминиевых проводов типа AFL), в большинстве случаев без необходимости усиления конструкции колонны,

– простой монтаж, с использованием существующего кабеля,

– надежность и долговечность.

Необходим контроль температуры в кабельных линиях. Одним из интересных применений волоконно-оптических волокон является система DTS (Distributed Temperature Sensing), используемая для контроля температуры высоковольтных кабельных линий. Этот метод основан на изменении затухания специальных волокон в зависимости от их температуры. В обратном проводнике силовых кабелей размещаются такие оптические волокна, которые подключены к специальному устройству, обеспечивающему оперативный мониторинг температуры жилы кабеля и нарушения структуры в его окружении, например, при выполнении работ вблизи кабельной линии (здесь используется явление демпфирования волокна в зависимости от деформации волокна). Данная система может быть использована сетевыми операторами в чрезвычайных ситуациях, когда возникает временная необходимость в нагрузке ЛЭП большим током. Эта информация позволяет оператору сети спланировать выключение линии и выполнить соответствующие ремонтные работы заранее

Промышленность выпускает различные типы (марки) оптических кабелей, позволяющие подобрать оптимальное решение для любой задачи. Различают следующие виды ВОК по месту прокладки.

Для внутренней прокладки.Домашние и офисные сети, линии связи, проложенные внутри зданий, – все это области применения кабеля такого типа. Внешняя оболочка таких кабелей имеет плотное или полуплотное покрытие буферного типа.

Для внешней прокладки.Их использование – прокладка связи между зданиями, или по воздуху в пределах населенного пункта. Марки кабелей, предназначенных для внешней прокладки, имеют прочную защитную оболочку, обеспечивающую максимальный уровень защиты от механических повреждений. Иногда их прокладывают в магистральных каналах, обеспечивающих еще более высокий уровень защиты.

Кабели специального назначения.В эту группу входят марки кабелей, которые используются для прокладки в местах с экстремальными условиями: по дну водоемов, болот или же под землей. Защитная оболочка таких изделий ориентирована на особенности того места, где предполагается проложить данный кабель.

Выбор оптического кабеля основывается на предполагаемых условиях его эксплуатации.

ВОК делятся на два типа, отличающихся друг от друга по конструкции и размеру центральной жилы, эти характеристики позволяют проводить сигналы разного типа и, следовательно, дифференцируют их использование. Согласно этим признакам, различают следующие типы.

Оптический одномодовый кабель.Этот тип характеризуется сравнительно небольшим диаметром центральной жилы и большой дальностью связи, которая достигает 50 км. Используется провод в телефонии и других сетях общего пользования. Оптический одномодовый кабель в свою очередь делится на подтипы, каждый из которых имеет свои особенности и специализацию.

Оптический многомодовый кабель.Диаметр центральной жилы изделий, относящихся к этой марке относительно велик, такой кабель передает сигналы с разной длиной волны, и его основное использование – компьютерные сети. Сигнал в такой сети затухает быстрее, и дальность его передачи не превышает 1 км. Этот тип также подразделяется на несколько разновидностей с разным профилем показателя преломления.

Самые большие экологические ошибки, связанные с атомной промышленностью, были сделаны в первые годы существования отрасли. Еще не представляя всех последствий, сверхдержавы середины XX века спешили опередить конкурентов, полнее овладеть силой атома и обращению с отходами не уделяли особого внимания. Однако результаты такой политики стали очевидны довольно скоро, и уже в 1957 году в СССР приняли постановление «О мероприятиях по обеспечению безопасности при работах с радиоактивными веществами», а год спустя открылись предприятия по их переработке и хранению.

Высокоактивные РАО, в том числе отходы переработки ОЯТ, нуждаются в надежной изоляции на десятки и сотни тысяч лет. Отправка отходов в космос слишком дорога, опасна авариями при старте, захоронения в океане или в разломах земной коры чреваты непредсказуемыми последствиями. Первые годы или десятилетия их еще можно выдерживать в бассейнах «мокрых» наземных хранилищ, но затем с ними придется что-то делать. Например, перенести в более безопасное и долговременное сухое – и гарантировать его надежность на сотни и тысячи лет.

Захоронение радиоактивных отходов требует надёжного связывания соединений радиоактивных изотопов независимо от их дисперсности, водорастворимости, газо– и тепловыделения, изменения объёма со временем. Для этой цели широко применяется вплавление ядерных отходов в стекломассу.

Соответствующие соли и оксиды либо растворяются в стекле, включаясь в его химическую структуру, либо остаются в виде мелкодисперсных кристаллов, окружённых массой стекла («матрицей»). Блок из такого материала достаточно прочен, стабилен и химически инертен, чтобы предотвратить разнос радиоактивных веществ в окружающую среду с водой и воздухом. Блоки помещаются в хранилища, например, глубокие скважины в толще устойчивых и непроницаемых горных пород, где способны пролежать сотни лет до естественной потери радиоактивности. Этот же способ предлагается использовать и для консервации некоторых токсичных веществ.

В 1951 году было впервые предложено включать окислы продуктов деления в стекловидную матрицу, так как стекло, будучи нестехиометрическим соединением, при нагревании способно растворять, а при последующем охлаждении прочно удерживать сложную смесь продуктов деления. Получаемый продукт обладает высокой химической и радиационной стойкостью, является изотропным, непористым. Главный недостаток стекла – его термодинамическая нестойкость, которая проявляется в кристаллизации стекла («расстекловывание») под действием высокой температуры, обусловленной радиоактивным распадом. Явления расстекловывания ухудшают первоначальные свойства продукта, в частности, возрастает скорость его выщелачивания. Тем не менее, остеклование считают наиболее подходящим методом отверждения жидких радиоактивных отходов.

Перспективность использования стекла в качестве иммобилизирующей матрицы обусловлена:

– высокой способностью включать в свой состав элементы независимо от заряда и размера их атомов;