O avtorju: Željko Božić / Matjaž Intihar / e-Fotografija.si

Test je bil narejen in opisan na spletni strani in v reviji e-Fotografija že leta 2007, a njegove ugotovitve veljajo še danes in bodo verjetno zdržale dlje od nas samih – tudi v scenariju jedrske vojne bi prej izginil človek, kot pa podatki na pomnilniških enotah.

Radiacija, temperatura in resnične meje digitalnega spomina

Ko smo še fotografirali na film, smo se bali bolnišničnih in letaliških rentgenskih naprav in vsakega dodatnega slikanja prtljage. Film je bil občutljiv, vsaka dodatna doza je pomenila tveganje za meglen, poškodovan ali celo uničen posnetek. V tehničnem smislu smo rekli, da film dobi dodatno lastno počrnitev. Z digitalno fotografijo smo film zamenjali za tipalo v fotokameri in pomnilno kartico. Tipalo je med fotografiranjem neposredno izpostavljeno svetlobi in potencialno tudi sevanju, kartica pa je danes naš “negativ” – tam ostanejo posnetki, dokler jih ne prenesemo in varnostno kopiramo. Vprašanje pa ostaja isto: ali našim fotografijam kaj naredijo temperature, vlaga, tresljaji in predvsem sevanje? Odgovor sem skupaj z Željkom Božićem (takrat zaposlen na mestu za kakovost in meritve) poiskal tam, kjer je radiacije res dovolj – v Nuklearni elektrarni Krško. Obenem je imel na voljo merilne naprave za testiranje mnogih ekstremnih pogojev, saj taka infrastruktura potrebujejo le najboljše.

Test pomnilne kartice v jedrski elektrarni Krško

Test je bil narejen in opisan na spletni strani in v reviji e-Fotografija že leta 2007, a njegove ugotovitve veljajo še danes in bodo verjetno zdržale dlje od nas samih – tudi v scenariju jedrske vojne bi prej izginil človek, kot pa podatki na pomnilniških enotah.

Digitalni spomin in extremni pogoji

V običajni foto praksi kartica deluje v zelo udobnem okolju. Nekaj stopinj pod ničlo v hribih pozimi, poleti vroč avto, malo vlage, nekaj tresljajev. Vse to naj bi sodobna SD ali CF kartica brez težav prenesla. V industriji, vojski ali energetiki pa se elektronika pogosto uporablja daleč izven tega, kar mi fotografi štejemo za “normalno”.

Elektronske komponente so zato razdeljene v temperaturne razrede delovanja:
Komercialni razpon: približno od 0 °C do +70 °C
Industrijski razpon: od -40 °C do +85 °C
Razširjeni industrijski razpon: od -40 °C do +125 °C
Vojaški razpon: od -55 °C do +125 °C

Sama tehnologija silicija je enaka, razlika je v selekciji in testiranju. Del serije čipov preizkusijo pri različnih temperaturah, nato jih razvrstijo v razrede. Zato se v praksi včasih zgodi, da komercialni kos deluje bolje od deklaracije, industrijski pa dobro drži tudi skrajnosti. Pomnilniška kartica je še nekaj več kot samo silicij. Poleg pomnilniških celic je tu še krmilna elektronika, kristalni oscilator, kontakti in plastično ohišje. Število vstavitev in izvlečkov v režo je odvisno od kakovosti kontaktov, zanesljivost v ekstremnih pogojih pa tudi od tega, ali je kartica narejena iz materiala, ki je res primeren za višje temperature.

Kartici za test: industrijska proti komercialni

Za preizkus sva z Željkom uporabila dve kartici:
– ATP 4 GB SDHC Class 6, deklarirana za industrijski temperaturni razpon (do +85 °C)
– Kodak 256 MB SD, tipična komercialna kartica (do približno +70 °C) Kartica ATP spada v skupino industrijskih rešitev, ki jih podjetje uporablja tudi v svojih sistemih, kjer so zahtevani večji temperaturni razponi in zanesljivost. Kodakova kartica je klasičen predstavnik kartic, kakršne fotograf kupi v trgovini.

Temperaturni preizkus: od minusa do +85 °C

Za natančen preizkus temperature je Željko uporabil temperaturno posodo Hart Scientific 7103 (Fluke), ki omogoča regulacijo od -30 °C do +125 °C z odstopanjem 0,01 °C. To ni domač zamrzovalnik, temveč profesionalna oprema, kakršno v industriji uporabljajo za kalibracijo in testiranje. Postopek je bil preprost, a realen. Kartico se vstavi v USB čitalec, čitalec z računalnikom (Centrino 1,6 GHz, 512 MB, USB 2.0) pa se namesti v odprtino posode, kjer je zagotovljena želena temperatura. Prenos podatkov se meri s programom Total Commander.

Za test sva uporabila:
– eno veliko datoteko velikosti 1,4 GB
– več manjših datotek (fotografije od 2 do 6 MB, skupaj 1 GB) Vsako kombinacijo sva petkrat prekopirala v obe smeri (na kartico in z nje) in izračunala povprečje. Rezultati so bili zanimivi in hkrati zelo poučni. Hitrost prenosa pri SD karticah je odvisna tudi od kristalnega oscilatorja, ki določa takt. Ta ima negativen temperaturni koeficient, kar pomeni, da mu s padanjem temperature frekvenca rahlo raste. Razlike so bile v okvirju približno 10 odstotkov – kar se v praksi vidi, a ne dramatično.

Ključna razlika med industrijsko in komercialno kartico pa se je pokazala pri skrajnejših temperaturah in pri zaznavanju kartice:

– ATP kartico je sistem prepoznal tudi pri negativnih temperaturah in s kondenzom na ohišju. Delovala je zanesljivo, tudi ko sva šla preko njenih deklariranih meja.
– Kodak kartica je začela pri negativnih temperaturah delovati nepredvidljivo. Sistem je včasih sploh ni prepoznal, pomagalo je šele, da sva kartico ogrela na sobno temperaturo in jo nato ponovno ohladila. Podatke sta obe kartici pri tem obdržali. Problem ni bil v pomnilniku, temveč v zanesljivosti delovanja celote: kontaktov, plastike, elektronike.

Pozni učinek previsoke temperature

Najbolj poučni del temperaturnega preizkusa se je pokazal šele kasneje. Kartici sta šli v temperaturni posodi tudi do +85 °C. ATP je za tak razpon deklarirana, Kodak pa ne. Med samim testom in takoj po njem je bilo videti, da sta obe kartici preživele brez posledic. Prava zgodba se je začela šele čez nekaj tednov, ko sem kartici vzel s seboj na potovanje. ATP 4 GB je šla v DSLR, Kodak 256 MB pa v kompaktno kamero. Po nekaj posnetkih se je kompakt začel sam ugašati, ob pritisku na prožilec je preprosto “umrl”. Po nekaj poskusih se je na zaslonu pojavil napis, da ni pomnilniške kartice. Ko sem odprl vratca, je bil vzrok očiten. Plastično ohišje Kodak kartice je bilo deformirano. Na mestu, kjer sta obe polovici kartice zlepljeni, je nastala reža, plastika nad kontakti se je zvila, kartica se je po daljši stranici ukrivila. Material, deklariran za 70 °C, je bil pri 85 °C preprosto preveč obremenjen. Zanimivo pa je, da deformacije niso bile opazne takoj po laboratorijskem testu – material je počasi “popuščal” kasneje. Podatki na kartici so ostali. Iz nje sem lahko še vedno bral in pisal, a zaradi občasne izgube kontakta kartica ni bila več primerna za resno uporabo. Končala je v arhivu uničenih kartic. Industrijska ATP kartica takih težav ni pokazala. Ta del preizkusa lepo potrdi, zakaj so specifikacije pomembne. Proizvajalec komercialne kartice ni kriv, če mi kartico mučimo 15 °C nad deklarirano maksimalno temperaturo. Material pa ima svojo mejo in prej ali slej jo pokaže.

Radiacija v praksi: od Černobila do Krškega

Če fotografa vprašam, česa ga je bolj strah – temperature ali radiacije –, večina najprej pomisli na sevanje. Letališki skenerji, bolnišnični rentgen, morda celo obisk okolice Černobila. Pri filmu je bil strah upravičen. Pri digitalnih karticah pa je slika precej drugačna. Za preizkus odpornosti na gama žarke sva z Željkom uporabila Eberline Gamma Calibrator 1000B v jedrski elektrarni Krško. To je kalibrator, s katerim se testirajo in umerjajo merilniki doz. Gama žarki, ki jih oddaja, so po energiji blizu rentgenskim žarkom, zato je tak kalibrator idealen za realen, a kontroliran test.

Za orientacijo:
– eno klasično rentgensko slikanje prsnega koša pomeni približno 0,2–0,5 mSv enkratne doze
– letna dovoljena doza za splošno prebivalstvo je 1 mSv
– okolica Černobila ima danes letno dozo med približno 10 in 20 mSv
– pri agresivni radioterapiji lahko pacient v kratkem času prejme tudi do 2 Sv (2000 mSv), kar povzroči izrazite simptome radiacijske bolezni

Kartici (ATP in Kodak) sva ožarčila z dvema zaporednima dozama po 2,5 mSv, torej skupno približno 5 mSv v kratkem času. To je nekajkrat več kot povprečen človek prejme v enem letu iz naravnega ozadja in letalskih poletov, in približno deset do dvajset let letne doze v okolici Černobila, stisnjenih v kratek preizkus.

Rezultat: nič

Obe kartici sta po obsevanju delovali normalno. Pregled datotek je pokazal, da ni bilo nobene napake v zapisu. Fotografije so se brez izjeme prebrale, checksumi bi se ujemali. Če bi tak paket kartic šel skozi letališki skener, dodatno rentgensko slikanje prtljage in še kakšen medicinski poseg, bi bile doze v primerjavi s tem testom bistveno nižje.

Kaj nam test radiacije pove

Čeprav velika večina uporabnikov pomnilniških kartic svojih podatkov nikoli ne bo izpostavila gama žarkom, je vseeno dobro vedeti, kaj bi se zgodilo v takem primeru. Gama žarki so po energiji zelo blizu rentgenskim žarkom, zato lahko iz takega preizkusa precej varno sklepamo tudi na situacije, kot so letališki skenerji, bolnišnična rentgenska slikanja ali delo v okoljih z nekoliko povišanim sevanjem.

Kalibrator Eberline Gamma Calibrator 1000B se običajno uporablja za umerjanje merilniki doz. Za orientacijo: klasično rentgensko slikanje prsnega koša pomeni približno 0,2 do 0,5 mSv enkratne kratkotrajne doze, letna dovoljena doza za splošno prebivalstvo pa je 1 mSv. Pri agresivni radioterapiji lahko pacienti v kratkem času prejmejo tudi do 2 Sv (2000 mSv), kar povzroči izrazite simptome radiacijske bolezni. V najbolj kontaminiranih delih okolice Černobila so letne doze danes tipično med 10 in 20 mSv, kar je za človeka povišano, a še vedno daleč pod vrednostmi, ki so jih ob nesreči prejeli prvi gasilci in delavci v elektrarni, pri katerih so doze presegle več sievertov in povzročile smrtonosne posledice več deset oseb.

Kartici sva v kalibratorju ožarčila z dvema zaporednima dozama po 2,5 mSv, torej skupno približno 5 mSv v zelo kratkem času. To je nekajkrat več, kot povprečen človek prejme v enem letu iz naravnega ozadja in letalskih poletov, ter približno četrt do pol leta letne doze v bolj obremenjenih delih okolice Černobila, stisnjene v en sam test. Za človeka je to že doza, ki jo je vredno jemati resno, za pomnilniški zapis na kartici pa ni predstavljala nikakršnega problema – vse datoteke so ostale nepoškodovane, kartici sta delovali normalno. Z veliko verjetnostjo lahko torej rečemo, da tudi v primeru, če bi si kdo omislil “počitnice v Černobilu”, zaradi radiacije za fotografije na karticah ne bi bilo treba pretirano skrbeti; mnogo prej bi postale omejitev naše lastne biološke meje kot pa zanesljivost digitalnega zapisa.

Praktični zaključek je preprost:
– letališki rentgenski skenerji tvojih fotografij na karticah ne bodo uničili
– dodatna rentgenska slikanja prtljage prav tako ne
– tudi če bi se odločil za “počitnice v Černobilu”, bodo kartice z vidika radiacije preživele precej dlje kot ti Če pa pogledamo malo bolj v šali: če kartica preživi nekaj mSv v kalibratorju v jedrski elektrarni, bodo podatki zelo verjetno ostali berljivi tudi po marsikateri “apokalipsi”, vsaj tisti, ki je za človeka še preživljiva. Prej bodo odpovedale baterije, fotokamera ali napajalniki kot pa sam pomnilniški zapis na kartici. Po tem testu sem na pomnilniške kartice začel gledati precej bolj mirno, a hkrati malo bolj trezno.

Pri radiaciji:
– strah iz filmskih časov je pri karticah odveč
– kartice in fotokamero nosim skozi letališke skenerje brez skrbi
– če mi na varnostnem pregledu dodatno osvetlijo nahrbtnik, se zaradi fotografij ne obremenjujem

Pri temperaturi in mehanski obremenitvi pa so zaključki bolj “zemeljski”:
– kartic, fotokamere in baterij ne puščam na armaturki avtomobila na poletnem soncu
– v mrzlih razmerah pazim na kondenz in vlago, kartice in kamero raje ogrejem, preden jih priklopim na računalnik
– če potrebujem zanesljivost v ekstremnih pogojih (industrija, dolga potovanja, visoke temperature), raje posežem po karticah z industrijskim temperaturnim razponom in preverjenim proizvajalcem
– kartico, ki kaže mehanske deformacije, razpoke ali izgublja kontakt, brez obžalovanja prestavim v “muzej” in jo ne uporabljam več za resno delo

Najpomembnejša ugotovitev pa je ta: v realnih pogojih, ki jih doživimo kot fotografi, bodo naše fotografije na karticah preživele veliko več, kot zdržimo mi in naša oprema. Film je bil občutljiv in nepredvidljiv, digitalni zapis na kvalitetni SD ali CF kartici pa je na temperaturo in radiacijo presenetljivo odporen. Zdaj to ne vemo več samo iz prospektov in specifikacij, ampak iz konkretnega preizkusa v jedrski elektrarni Krško.

Praktični del preizkusa je naredil Željko Božić

O avtorju: Matjaž Intihar / e-Fotografija.si