Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Комплекс информационных моделей обработки и анализа многомерных данных по технологическим параметрам процессов кондиционирования радиоактивных отходов Пашинцева, Ирина Юрьевна

Комплекс информационных моделей обработки и анализа многомерных данных по технологическим параметрам процессов кондиционирования радиоактивных отходов
<
Комплекс информационных моделей обработки и анализа многомерных данных по технологическим параметрам процессов кондиционирования радиоактивных отходов Комплекс информационных моделей обработки и анализа многомерных данных по технологическим параметрам процессов кондиционирования радиоактивных отходов Комплекс информационных моделей обработки и анализа многомерных данных по технологическим параметрам процессов кондиционирования радиоактивных отходов Комплекс информационных моделей обработки и анализа многомерных данных по технологическим параметрам процессов кондиционирования радиоактивных отходов Комплекс информационных моделей обработки и анализа многомерных данных по технологическим параметрам процессов кондиционирования радиоактивных отходов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Пашинцева, Ирина Юрьевна. Комплекс информационных моделей обработки и анализа многомерных данных по технологическим параметрам процессов кондиционирования радиоактивных отходов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01 / Пашинцева Ирина Юрьевна; [Место защиты: Моск. гос. акад. тонкой хим. технологии им. М.В. Ломоносова].- Москва, 2010.- 94 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/109

Содержание к диссертации

Введение

1. Системный анализ производственных процессов кондиционирования радиоактивных отходов 6

1.1. МосНПО «Радон» и переработка радиоактивных отходов 6

1.2. Обзор технологий переработки радиоактивных отходов 8

1.3. Системный анализ технологических процессов 12

Глава 2. Функциональное ллоделирование технологических процессов переработки радиоактивных отходов 18

2.1. Остекловывание радиоактивных отходов 18

2.2. Концентрирование жидких радиоактивных отходов 24

2.3. Цементирование радиоактивных отходов 27

2.4. Сжигание радиоактивных отходов 28

2.5. Цементирование зольного остатка от сжигания радиоактивных отходов 32

2.6. Суперкомпактирование радиоактивных отходов 35

2.7. Плазменная переработка твёрдых радиоактивных отходов 37

Глава 3. Моделирование данных по технологическим параметрам процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов 41

3.1. Построение диаграмм потоков данных в нотации DFD 41

3.2. Построение информационной модели данных технологических параметров кондиционирования радиоактивных отходов 44

3.3. Построение многомерной информационной модели данных технологических процессов кондиционирования радиоактивных отходов 53

Глава 4. Разработка программно-аппаратного решения хранилища данных для долговременного хранения информации 54

4.1. Анализ хранимых радиоактивных отходов и определение времени хранения информации 54

4.2. Программное решение для долговременного хранения информации 55

4.3. Аппаратное решения для долговременного хранения информации о кондиционированных радиоактивных отходов 78

Заключение 90

Список использованной литературы 91

Введение к работе

Актуальность темы

Очень сложной и до конца еще не решённой проблемой является обезвреживание и захоронение радиоактивных отходов. Общепризнанно, что избавление человечества от этих отходов — одна из самых острых экологических проблем.

В настоящее время разработаны многочисленные методы утилизации муниципальных радиоактивных отходов, т. е. отходов, не связанных с деятельностью АЭС и военно-промышленного комплекса. Это цементирование, остекловывание, битуминирование, сжигание в керамических камерах, кондиционирование с последующим перемещением продуктов переработки в специальные хранилища («могильники»).

Одним из предприятий, занимающихся захоронением и долговременным хранением радиоактивных отходов (РАО), является ГУЛ МосНПО «Радон», осуществляющее переработку, кондиционирование и долговременное технологическое хранение радиоактивных отходов в течение времени, за которое захороненные отходы перестанут быть источником опасности для человека и окружающей среды.

В связи с постоянно нарастающим объёмом использованных радиоактивных веществ, подлежащих утилизации, и увеличением в связи с этим количества хранилищ, в связи с длительным периодом дезактивации радиоактивных отходов, огромное значение приобретает вопрос накопления достоверной подробной информации обо всех параметрах технологических процессов, проводимых в процессе кондиционирования и обеспечение её надёжного долговременного хранения. Это необходимо для оперативного предотвращения возможных нештатных или аварийных ситуаций в отдаленном будущем.

Решение накопления и централизованного хранения информации требует разработки надёжного аппаратного обеспечения, выполняющего бесперебойную передачу и хранение информации, резервное копирование и экспорт данных в открытые форматы для перспективной совместимости, а также разработки регламентов информационного взаимодействия.

Цель и задачи работы

Целью работы является создание информационной системы для обеспечения надёжности хранения и обработки информации на всех стадиях жизненного цикла информационных систем, разработанных для обеспечения экологической безопасности предприятий по кондиционированию и

долговременному технологическому хранению радиоактивных отходов, а также разработка регламентов информационного взаимодействия для обеспечения бесперебойной работы системы.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

  1. Системный анализ технологических процессов кондиционирования радиоактивных отходов на основе классификации первичных форм радиоактивных отходов, стадий и технологических процессов их кондиционирования, существенных параметров технологических процессов.

  2. Функциональное моделирование технологических процессов кондиционирования радиоактивных отходов с использованием методологии IDEF0.

  3. Информационное моделирование хранилища данных с использованием методологии моделирования потоков данных DFD и теории реляционных баз данных и хранилищ данных.

  4. Разработка информационного обеспечения для экспорта/импорта данных на основе расширяемого языка разметки данных XML для обеспечения совместимости при переходе на перспективные программные платформы хранилищ данных.

Методы исследования

В основу решения поставленных задач положены методы системного анализа (декомпозиция, классификация, иерархическое упорядочение, абстрагирование, формализация, композиция, моделирование), методология функционального моделирования IDEF0, методология моделирования потоков данных DFD, методология проектирования баз данных IDEF1X, теория реляционных баз данных и хранилищ данных.

Научная новизна

  1. Выполнен системный анализ технологических процессов кондиционирования радиоактивных отходов;

  2. Разработаны функциональные модели технологических процессов кондиционирования радиоактивных отходов;

  3. Разработаны модели потоков данных для заполнения хранилища данных технологических параметров процессов кондиционирования радиоактивных отходов;

  4. Разработана многомерная информационная модель хранилища данных технологических параметров процессов кондиционирования радиоактивных отходов.

Практическая значимость результатов работы

Разработаны схемы резервирования, долговременного хранения и экспорта данных из хранилища данных на внешние носители;

Определено минимальное время хранения информации о кондиционированных РАО;

Разработаны регламенты обработки информации для технологических процессов кондиционирования РАО.

Апробация работы

Материалы диссертации были представлены на XII международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2008» (ВлГТУ, Волгоград) и III Молодежной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2009» (МИТХТ им. М.В.Ломоносова, Москва). Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 работ, включая 2 статьи в журналах и сборниках трудов, входящих в перечень периодических научных изданий, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России, 2 статьи в сборниках научных трудов и 2 тезисов докладов в трудах всероссийских и международных научно-технических конференций.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка, включающего 78 наименований. Работа изложена на 94 листах машинописного текста, содержит 42 рисунка и 5 таблиц.

Обзор технологий переработки радиоактивных отходов

Первым этапом работ по разработке хранилища данных химико-технологических характеристик процессов переработки и кондиционирования РАО является определение классифицирующих признаков и существенных параметров технологических процессов переработки и кондиционирования РАО, используемых на перерабатывающих предприятиях СК «Радон».

В исходном виде РАО непригодны для хранения из-за малой механической прочности и значительной химической активности. Поэтому они подлежат кондиционированию, которое включает уменьшение объема и перевод в твердую стабильную монолитную форму с последующим долговременным хранением кондиционированных РАО в течение времени, необходимого для снижения их активности до допустимых уровней.

Для разработки хранилища данных как информационной основы принятия управленческих решений необходимо провести анализ и классификацию химических технологий переработки и кондиционирования РАО и выявить их основные характеристики.

В результате проведенного анализа технологий подготовки и кондиционирования РАО выявлены три основных задачи, на решение которых они направлены:

обеспечение механической прочности РАО;

перевод отходов в химически неактивную (инертную) форму;

сокращение объемов, занимаемых РАО.

Решение первых двух задач является обязательным при кондиционировании отходов. Сокращение объемов РАО осуществляется при условии технологической возможности и экономической целесообразности осуществления таких процессов, поскольку объем, занимаемый РАО, непосредственно влияет на стоимость долговременного хранения радиоактивных объектов.

Среди применяемых технологий подготовки и кондиционирования одни обеспечивают решение всех обязательных задач, другие - только их часть. В последнем случае применяют последовательность из нескольких технологий, что позволяет обеспечить необходимые характеристики конечных объектов, направляемых на долговременное хранение.

Совокупность применяемых технологий определяет методы дальнейшей обработки РАО и состояние конечного объекта, поступающего на долговременное хранение. На рис. 3 изображена схема основных технологических процессов переработки и кондиционирования, применительно к конкретным типам РАО.

Для проведения классификации необходимо выделить классифицирующие признаки.

По степени полноты подготовки кондиционируемых объектов к хранению технологии кондиционирования можно разделить на:

требующие предварительной подготовки РАО;

не требующие предварительной подготовки РАО.

По степени универсальности или по типу (физическому состоянию) РАО, к которым может применяться технология кондиционирования:

для переработки ТРО;

для переработки ЖРО;

для переработки ИИИ;

для переработки илов;

для переработки грунтов, шлаков;

для переработки зольного остатка;

для переработки ионообменных смол;

для переработки биологически и химически опасных органических и неорганических компонентов отходов смешанного типа

Одна и та же технология кондиционирования может быть отнесена к одной или нескольким категориям. Универсальные технологии, как правило, являются более дорогими, однако предъявляют минимальные требования к перерабатываемым РАО. В некоторых случаях, исходя из технологических соображений, может быть сделан выбор в пользу универсальной технологии.

По температурному режиму осуществляемых процессов технологии кондиционирования можно разделить на:

низкотемпературные;

среднетемпературные;

высокотемпературные.

К высокотемпературным технологиям можно отнести плавление зольного остатка (1500-160СГС), термохимический способ обработки зольного остатка (1200-1500С). К низкотемпературным технологиям относятся те, которые не требуют нагревания для осуществления основного процесса (например, цементирование). К среднетемпературным процессам можно отнести процесс остекловывания РАО.

По величине затрат на кондиционирование РАО:

высокая стоимость;

средняя стоимость.

Таким образом, на основе выделенных категорий были определены системные факторы, которые могут быть использованы в качестве основы для классификации радиоактивных отходов и химических технологий кондиционирования РАО (рис. 4).

Технологии иммобилизации применяются с целью обеспечения механической прочности и химической инертности конечным продуктам. В результате получаются монолитные химически инертные объекты, пригодные для долговременного хранения. Основными технологиями иммобилизации являются цементирование и остекловывание.

Для технологий иммобилизации существенное значение имеет тип связующего материала, в значительной степени обеспечивающий механическую прочность и химическую инертность конечного продукта. Кроме того, существенную роль играет предельно допустимое количество используемого наполнителя заданного типа, при котором обеспечиваются удовлетворительные характеристики получаемого объекта и снижаются удельные затраты на переработку отходов. Для технологий термической обработки, ориентированных на снижение объема и повышение химической инертности продукта, важное значение имеет температура проведения процесса.

Таким образом, можно сформулировать перечень существенных технологических параметров технологий:

марка связующего материала

тип кондиционируемых РАО

предельное содержание наполнителя (РАО)

температура проведения технологического процесса

Для одних технологий часть параметров имеет большее значение, для других ряд параметров несущественен. В результате выполненного анализа химических технологий подготовки и кондиционирования РАО были составлены сводные таблицы системных характеристик рассмотренных технологий и существенных параметров технологий кондиционирования РАО.

Для обеспечения поиска объектов длительного технологического хранения по определенным параметрам, необходимо использовать формализованные существенные характеристики процессов кондиционирования в качестве рубрикаторов хранилища данных.

Плазменная переработка твёрдых радиоактивных отходов

Полное наименование процесса - «Плазменная переработка твердых РАО. Установка "Плутон"». Твердые радиоактивные отходы (ТРО) подвергают плазменной переработке с целью уменьшения объема и перевода их в более стабильную и компактную форму - шлаковый компаунд [10]. В ГУП МосНПО "Радон" смонтирована опытно-промышленная установка «Плутон» в соответствии с проектом Рад. 06 05.02.00.00.00.00

Принцип работы установки «Плутон» В нижнюю, подовую часть печи подают нагреваемый плазмотронами воздух. Перерабатываемые радиоактивные отходы, загружают в верхнюю часть шахты печи с помощью системы загрузки отходов, опускаясь под действием силы тяжести, нагреваются за счет тепла отходящих газов, движущихся навстречу движению столба отходов. Уровень отходов в шахте печи поддерживают постоянный для реализации шахтного процесса. В верхней и средней части печи в условиях недостатка кислорода отходы последовательно проходят стадии прогрева, сушки и пиролиза. В нижней части шахты при наличии кислорода происходит догорание органического остатка, не разложившейся в верхней и средней части шахты, и свободного углерода, образующегося при пиролизе. Неорганические остатки отходов (шлак) расплавляются в подовой части шахты. Расплав собирается в шлаковой ванне, из которой периодически сливается в приемный контейнер. После охлаждения расплава контейнеры с застывшим шлаком размещают в железобетонных защитных контейнерах, предназначенных для долговременного хранения кондиционированных форм РАО в приповерхностных емкостях полигона для размещения РАО на длительное хранение.

Установка «Плутон» оборудована системой очистки технологических отходящих газов от радиоактивных аэрозолей, вредных химических и токсичных веществ. Конечным продуктом технологического процесса плазменной переработки РАО является шлаковый компаунд. Вторичными (побочными) продуктами являются пыль и летучая зола; конденсат; отработанный орошающий раствор. Обобщённая контекстная диаграмма процесса плазменной переработки ТРО представлена на рис. 35

Проведём декомпозицию процесса плазменной переработки твёрдых радиоактивных отходов. Диаграмма представлена на рис. 36.

Особенностью данного процесса кондиционирования является то, что полученные побочные продукты вновь направляются на переработку и это происходит до тех пор, пока вся пыль и летучая зола не перейдут в шлаковый компаунд и конденсат.

На переработку принимаются твердые радиоактивные отходы низкого и среднего уровня активности и их имитаторы, содержащие радионуклиды всех групп радиационной опасности.

Второй уровень декомпозиции процесса представлен на рис. 37.

Отходы группы "Г" принимаются непосредственно со спецтранспорта, "Б" - из холодильных камер цеха № 9. Остальные отходы поступают с участка сортировки.

Прием отходов проводится под контролем дозиметриста.

Критерии приема ТРО:

- Содержание изделий из ПВХ и резины - не более 7 вес %.

- Толщина изделий из металла - не более б мм.

- Содержание горючих материалов - не менее 50 вес %.

- Отходы не должны содержать легковоспламеняющиеся и взрывоопасные материалы.

Пределы по общей удельной активности:

- сс-излучающих трансурановых радионуклидов -до 2,2-104 Бк/кг (6,0- 10-7 Ки/кг);

- а-излучающих радионуклидов (исключая трансурановые) -до 2,2-105 Бк/кг (6,0-10-6 Ки/кг);

- (3, х -излучающих радионуклидов -до 3,7-106 Бк/кг (1-10-4 Ки/кг).

Критерий приема "предел общей удельной активности" по всем группам радиоактивных отходов установлен с учетом требований по ограничению содержания ядерных делящихся материалов (U235 и Ри239).

Обобщённое дерево узлов процесса плазменной переработки представлено на рис. 38.

Построение информационной модели данных технологических параметров кондиционирования радиоактивных отходов

На основе анализа технических и технологических документов сопровождения РАО выявлены основные системообразующие элементы информационной модели.

Установлено, что основными системообразующими элементами информационной модели предприятия являются регламенты взаимодействия элементов системы, программные и аппаратные особенности реализации хранилища данных.

На основе выявленных элементов формальное описание многомерной модели данных, являющейся информационной основой хранилища данных, будет иметь вид: 0 = (W,T/UT,Ru,PR,A,F,S;D), где О - объект долговременного хранения; W - множество исходных форм радиоактивных отходов, Т - множество технологий переработки и кондиционирования РАО; UT - множество технологических установок;. Ru - множество технологических регламентов; PR - множество технологических параметров; А - множество показателей активности; F - множество показателей кондиционированных форм РАО; S - множество мест долговременного хранения объектов; D - хронологическая привязка данных.

Основной таблицей фактов является таблица паспортов объектов долговременного хранения. Остальные таблицы являются измерениями многомерной модели [9]. Ряд измерений являются иерархическими. Например, для каждой технологии кондиционирования г.іЄТ={Иммобилизация; Цементирование; Остекловывание; Плазменная переработка; ...} может быть несколько различных технологических установок иуєит, каждая из которых реализует одну из технологий т.,-, для которых утвержден соответствующий технологический регламент rijkeRu. Регламент rijk строго привязан к конкретной установке Uy. Совершенствование процессов переработки РАО (смена технологических регламентов и установок) и появление перспективных технологий будет отражаться в многомерной модели расширением множеств Т, и-т, Ru Измерение A={as, аа/ ap, av ап} включает удельные показатели активности по отдельным радионуклидам ап и агрегированные значения по типу активности аа, ap, ах и в целом as по объекту. Фрагмент иерархии измерения \Л/={ИИИ; ТРО; ЖРО; ...} приведен на рис. 5. Измерение S также включает несколько уровней иерархии: контейнер - участок - хранилище - полигон. Измерение D изначально является иерархическим: месяц - квартал - год - десятилетие - столетие (исходя из ожидаемой длительности хранения 700-900 лет).

W={w!...wn} - множеству W (исходных форм радиоактивных отходов) принадлежат: ИИИ - источники ионизирующего излучения; ТРО - твёрдые радиоактивные отходы; ЖРО - жидкие радиоактивные отходы.

T={ti...tn} - множеству Т (технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов) принадлежат: Ц- цементирование; О - остекловывание; П - прессование (суперкомпактирование); С - сжигание; ПП - плазменная переработка радиоактивных отходов.

Ru={i"u:L...run} множеству Ru (технологических регламентов) принадлежат документы, представленные в таблице 1

Программное решение для долговременного хранения информации

Объём информации, представленной в цифровом виде, стремительно растет. Задача сохранения информации на всех этапах развития общества была одной из приоритетных, при решении которой необходимо обеспечить для будущих поколений как сохранность знаний, накопленных предыдущими поколениями, так и новой информации. В нашем случае, срок хранения информации составляет не менее семисот лет [1]. Представление информации в цифровом виде позволило решить ряд проблем хранения информации, создать совершенно новые возможности для доступа к информации, и её обработки. Быстрое внедрение цифровых технологий обработки информации, развитие электронных библиотек, создало необходимость проведения специальных исследований по созданию технологий долговременного хранения информации, представленной в цифровом виде [69].

Перевод документов в цифровую форму, позволил решить ряд проблем длительного хранения, а именно: обеспечить возможность контролирования документов без потери качества, устранения дефектов на носителях с аналоговой формой представления (царапины на видеоматериалах, шумы на аудиозаписях и др.), мультимедийного представления информации.

Создание огромных архивов информационных материалов в цифровой форме привело к появлению ряда проблем, которые требуют решения в ближайшее время: создание надежных носителей для долговременного хранения цифровой информации, разработка и внедрение специальных форматов для записи информации, подлежащей долговременному хранению, разработка специальных устройств считывания информации. Несмотря на важность и сложность задач по решению проблемы быстрого морального старения программного обеспечения, а также технического и морального старения систем считывания информации, важнейшей проблемой является создание носителей для долговременного хранения цифровой информации.

При использовании информации в цифровом виде появляется необходимость разрабатывать и использовать специальные мероприятия для исключения возможностей изменения записанной информации, дополнять данные в электронном виде контекстной информацией, сохранять не только сами носители, но и устройства записи информации на них, а также программное обеспечение, реализующее представление информации в форме, приемлемой для восприятия [4,5]. Носители с цифровой формой представления информации более чувствительны к появлению локальных дефектов в записях.

Существенной для носителей архивного хранения является форма представления информации. Она должна позволять воспроизводить информацию различными физическими методами. Примером удачного выбора формы физического представления может служить использование микрорельефного представления информации на восковых цилиндрах, грампластинках, компакт-дисках.

В настоящее время создаются методы рельефной записи с плотностью записи порядка десятков Гбайт/см2.

Современные носители для архивного сохранения информации

Для архивного хранения информации в цифровой форме в настоящее время наиболее широко используются магнитные ленты [7,8]. Накоплен достаточно большой опыт сохранения аудио- и видеоинформации на магнитных носителях. Существуют образцы магнитных лент с аналоговыми аудиозаписями, на которых информация сохраняется более 50 лет. За последние десятилетия осуществлены значительные усовершенствования систем магнитной записи на ленточные носители, в частности:

использование основ из полиэтилентерефталата позволило уменьшить толщину лент, увеличить скорость перемещения носителей;

нанесение алмазоподобных защитных покрытий позволило обеспечить механическую защиту информационного слоя;

вакуумнонапыленные магнитные покрытия имеют минимальное количество дефектов, связанных с инородными включениями, высокую стабильность магнитных свойств.

Основное внимание при разработке новых типов магнитных лент уделялось повышению плотности записи информации (емкость современных магнитных лент составляет сотни Гбайт) и скорости записи информации (скорость записи/воспроизведения составляет десятки миллионов байт/с). Однако гарантированный срок хранения информации на лентах практически не изменился - (30-40) лет [51]. Существенные сложности при использовании магнитных лент для архивного хранения данных создает большое число форматов записей (сотни), которые в большинстве случаев являются несовместимыми или малосовместимыми, наличие различных устройств записи, которые выпускаются ограниченным числом производителей. Такая ситуация приводит к необходимости периодически проводить перезапись на новые носители. Если учитывать объемы информации, хранимой на магнитных лентах (только аудиозаписей - десятки миллионов часов), то эта операция становится очень дорогостоящей и трудноосуществимой.

Отсутствие надежных носителей для цифровой записи определило в последние годы интерес к хранению информации на микрофильмах в аналоговой форме. Предлагается технология архивного хранения, при которой создается цифровой файл, записываемый в аналоговой форме на микрофильм как резервная копия для долговременного хранения [58]. При утере цифровой копии она может быть восстановлена при сканировании микрофильма. Срок хранения галогенидосеребряных микрофильмов может составлять десятки лет. Однако эта технология не позволяет записывать мультимедийную информацию, обеспечивать высокие скорости воспроизведения данных.

Анализ возможностей использования оптических дисков для долговременного хранения информации

Среди разработанных к настоящему времени технологий наиболее полно удовлетворяют требованиям по созданию носителей для долговременного хранения оптические методы записи и хранения информации [52, 53, 55].

Оптические носители обладают рядом особенностей, которые позволяют рассматривать их как перспективные носители для долговременного хранения информации, а именно:

бесконтактное считывание информации, что обеспечивает доступ к содержанию документа без нарушения оригинала и возможность долгосрочного хранения информации;

использование физических методов защиты записанной информации от механических повреждений;

реализация обратной совместимости на новых типах устройств воспроизведения информации;

высокая плотность записи, возможность увеличения плотности и скорости записи информации;

использование режима однократной записи и многократного чтения, при котором сделанная на таком диске запись не может быть стерта или заменена на новую (архивные документы не подлежат какому-либо обновлению или корректировке);

использование надежного рельефного представления информации;

возможность применения высокостабильных материалов для изготовления оптических дисков;

использование универсальных защитных контейнеров для всех типов оптических дисков.

Наибольший срок хранения среди оптических дисков имеют оптические диски на стеклянных подложках с однослойным покрытием типа WORM (write once read many) [56]. Срок хранения записанной информации на них может составлять, по мнению разработчиков, 100 лет, тогда как срок хранения информации на стандартных компакт-дисках составляет не более 20-30 лет. Этот срок хранения определяется особенностями технологии изготовления носителей, предназначенных для массового использования. Срок хранения информации на стандартных компакт-дисках ограничен из-за следующих причин:

нестабильности свойств и недостаточной механической прочности подложек из поликарбоната;

использования оптических интерференционных структур, выполненных из разнородных материалов (в некоторых типах компакт-дисков (CD-R) имеет

место малая адгезия между слоями), что приводит к изменению оптических свойств при колебаниях значений температуры и влажности;

сильной зависимости свойств носителей от условий изготовления компакт-дисков и режимов записи информации на них.

Существенно повысить надежность хранения информации по сравнению со стандартными компакт-дисками (CD, DVD) и носителями типа WORM (оптические носители с локальным удалением материала поглощающего слоя на участках записи с фокусированным лазерным излучением) представляется возможным за счет изготовления носителей с более стабильными во времени характеристиками, способными выдерживать колебания температур и влажности в существенно более широком диапазоне, чем носители с поликарбонатными подложками. Кроме того, представляется целесообразным выполнять носители информации из однородных материалов [53, 55, 69].

Эти носители изготавливаются с использованием технологий, применяемых в производстве компакт-дисков. В них применяются форматы представления данных на стандартных компакт-дисках, они имеют геометрические размеры стандартных компакт-дисков и воспроизводятся на плеерах стандартных компакт-дисков. Эти носители могут рассматриваться как расширение «семейства» компакт-дисков со специфической областью применения. В металлических носителях информации используется микрорельефное представление информации на никелевых подложках толщиной 0,1-0,3 мм, которые герметизированы защитными прозрачными слоями либо из полимерных материалов, либо из силикатного стекла. При необходимости может производиться замена защитных слоев (реставрация носителя). Срок хранения информации на металлических носителях может составлять сотни лет. Так, медно-никелевые штампы для тиражирования грампластинок, изготовленные 60-70 лет назад, прекрасно сохранились, и аудиоинформация с них воспроизводится с высоким качеством звучания. Проведенный анализ химического состава поверхностного никелевого слоя показал, что проникновение кислорода в штамп незначительно и оксиды локализованы в основном на примесях. Сплошная оксидная пленка на поверхности никеля отсутствует. Современные методы гальванопластики позволяют получать никелевые носители с количеством примесей не более (0,005- 0,01) %, что меньше чем на порядок количества примесей в металлах для тиражирования грампластинок. Это создает дополнительные возможности для обеспечения долговременного хранения металлических носителей. Оксидные слои на поверхности никелевых носителей, который приводит к изменению геометрических размеров ПИТОВ (последовательность участков, отражающих или рассеивающих свет), могут образоваться за 250-300 лет. Главная задача при использовании металлических носителей состоит в защите поверхности носителей от загрязнений. Большими возможностями может обладать технология изготовления компакт-дисков со стеклянными подложками. Они будут иметь срок хранения информации сотни лет.

Похожие диссертации на Комплекс информационных моделей обработки и анализа многомерных данных по технологическим параметрам процессов кондиционирования радиоактивных отходов