Master's Thesis

Verification of optical cable functionality in emergency conditions

Final Thesis 14.13 MB

Author of thesis: Bc. Silvie Hladišová Jančová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Petr Dejdar, Ph.D.

Reviewer: Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Abstract:

This thesis focuses on examining optical systems in the demanding environment of nuclear power engineering, where their application has significantly expanded in recent years. The thesis is structured to describe the construction of an optical cable, the materials used, and to confirm those that have already been verified for application in nuclear power plants. The main topic is the analysis of degradation effects, from temperature influences to the characteristic effects of hydrogen and ionizing radiation, as well as an explanation of optical attenuation. The thesis is primarily focused on Czech nuclear power plants and further describes the LOCA design-basis accident and the essential standards without which it is not possible to test optical cables intended for a nuclear power plant. In the practical part, an experiment with cable irradiation is carried out, followed by an analysis of its properties.

Keywords:

Degradation effect, nuclear power plant, LOCA, optical fibers, optical cable, OTDR, direct method, attenuation

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Studentka seznámila zkušební komisi s výsledky své diplomové práce na téma Ověření funkčnosti optického kabelu v havarijních podmínkách. Po prezentaci seznámil vedoucí práce Ing. Dejdar, Ph.D komisi se všemi posudky. Studentka odpověděla na všechny otázky z posudků ke spokojenosti členů komise. V následné diskusi položil doplňující dotazy doc. Fulneček, na které studentka rovněž výstižně odpověděla.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Systems and Communication Technology (MPC-EAK)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. (předseda)
Ing. Branislav Bátora, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jan Fulneček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Mlýnek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Petr Dejdar, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Benešl, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Petr Dejdar, Ph.D.

Studentka vypracovala diplomovou práci na téma Ověření funkčnosti optického kabelu v havarijních podmínkách. Práce detailně popisuje využití optických kabelů v extrémních prostředích a degradační faktory ovlivňující optická vlákna. Další část práce je věnována bezpečnostním systémům v jaderné energetice.
V rámci praktické části studentka experimentálně ověřila vliv ozařování vybraného optického kabelu na útlum. Získané výsledky jsou poměrně překvapivé, avšak jsou v souladu se souběžně provedenými komerčními měřeními. V práci jsou všechny grafy přehledně a kvalitně okomentovány a součástí je také fotodokumentace změny zbarvení ferulí konektorů.
V další části práce byl realizován experiment s kabelem umístěným do simulátoru havárie LOCA. Výsledky ukazují, že samotná optická vlákna jsou schopna havarijní podmínky přežít, avšak problematická je vnější konstrukce kabelu, která se v místě uchycení deformovala a její vnější vrstva se částečně natavila. Oba experimenty považuji z praktického hlediska za velmi přínosné.
Kvalita práce je na velmi dobré úrovni a práce obsahuje pouze malé množství chyb a překlepů. Studentka při řešení prokázala vlastní iniciativu, pracovala samostatně a průběžně konzultovala výsledky své práce. Diplomová práce byla převážně řešena s konzultantem práce, jehož posudek je v příloze.
Práci navrhuji hodnotit známkou A / 98 bodů. Points proposed by supervisor: 98

Grade proposed by supervisor: A

File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 475,05 kB

Reviewer’s report
Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Předložená práce se zabývá testováním optických kabelů v podmínkách havárií na jaderných elektrárnách. Dle zadání práce měla být provedena rešeršní a experimentální část a měly být vyhodnoceny výsledky s ohledem na použitelnost optických kabelů v prostředí jaderných elektráren.

Po formální stránce hodnotím práci jako zdařilou, rešeršní část je provedena kvalitně a experimentální část je až na výjimky (viz otázky oponenta) dobře zdokumentována.

Z hlediska návaznosti práci jako velmi zdařilou. Jednotlivé části na sebe logicky navazují a doplňují se. Drobnou výhradu mám k členění z hlediska kapitol, kdy některé podkapitoly (např. 2.2) obsahují pouze jednu kapitolu nižší úrovně nebo například nacházím velké množství textu mezi nadpisem 3.2 a nadpisem 3.2.1, což mohlo být vyčleněno do samotného textu. Jazyková stránka je rovněž dobrá, ale připomínám, že technické zprávy by neměly být psány v ich-formě. K vypracování práce studentka použila 30 zdrojů, časté jsou vědecké články a normy, což hodnotím pozitivně.

Z obsahové části nacházím některé nepřesnosti týkající se jaderné energetiky, ale to je vzhledem k experimentálnímu zaměření práce nepříliš podstatné. Autorka si stanovila metriky i metody vyhodnocení, kterými dosáhla zajímavých výsledků. Nárust útlumu po ozařování, který byl nezávisle sledován ve dvou laboratořích, je novým poznatkem, který přináší nové směry výzkumu v oblasti radiační odolnosti optických vláken.

Hodnocení výsledků v oblasti LOCA havárií mi nicméně komplikuje fakt, že k testování byl vybrán kabel, který není primárně určen do podmínek LOCA (viz stranu 56). Byl bych rád, aby studentka tento výběr zdůvodnila v rámci obhajoby práce. Dále v práci postrádám diskuzi týkající se vhodnosti použití optických kabelů v jaderné energetice, jak bylo uvedeno v zadání práce. I toto myslím může být provedeno v rámci obhajoby.

Práci doporučuji k obhajobě s hodnocením 92 bodů, čili stupněm A. Topics for thesis defence:
  1. Zatímco podmínky LOCA zkoušky jsou dobře zmapovány v přílohách, tak zcela postrádám obdobný popis parametrů při měření útlumu během ozařování. Pokud nejsou uvedená data tajná, poprosil bych studentku minimálně o definici zdroje záření, zajištění homogenity pole a doby ozařování, popř. i fotodokumentaci.
  2. Pokud jsou již ve výrobě optické kabely kvalifikované pro podmínky LOCA, v čem se odlišují od klasických optických kabelů?
  3. V případě havárie typu LOCA, bylo by možné z dat útlumu (např. na obr. 5.19 a 5.20) vyvodit zpětně některé další informace o podmínkách panujících v kontejnmentu JE?
Points proposed by reviewer: 92

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová