طور الباحثون في جامعة ولاية كارولينا الشمالية تقنية جديدة لحماية الإلكترونيات في تكنولوجيا استكشاف الفضاء والتكنولوجيا العسكرية من الإشعاعات المؤينة.
النهج الجديد هو أكثر فعالية من حيث التكلفة من التقنيات القائمة، والمكون السري هو … الصدأ.
وقال روب هايز، مؤلف مشارك في ورقة حول العمل وأستاذ مشارك في الهندسة النووية في ولاية نورث كارولاينا: “يمكن استخدام أسلوبنا للحفاظ على نفس المستوى من الحماية من الإشعاع وتقليل الوزن بنسبة 30٪ أو أكثر، أو يمكنك الحفاظ على نفس الوزن وتحسين التدريع بنسبة 30٪ أو أكثر – مقارنة بأساليب التدريع الأكثر استخداما، وفي كلتا الحالتين، يقلل منهجنا من حجم المساحة التي يتم شغلها عن طريق التدريع.”
الإشعاع المؤين يمكن أن يسبب مشاكل كبيرة للأجهزة الإلكترونية، وللحماية من ذلك، تشتمل الأجهزة التي قد تتعرض للإشعاع – مثل الأجهزة المستخدمة في المركبة الفضائية – على الحماية من الإشعاع.
يعتبر الوزن عاملا مهما في تصميم تقنيات الفضاء الجوي، ويتألف الدرع الأكثر شيوعا في أجهزة الفضاء من وضع صندوق ألومنيوم حول أي تقنيات حساسة، وقد تم النظر إلى ذلك على أنه توفير أفضل مقايضة بين وزن الدرع والحماية التي يوفرها.
تعتمد التقنية الجديدة على خلط مسحوق المعادن المؤكسد – الصدأ – في بوليمر، ثم دمجه في طلاء مطابق مشترك على الإلكترونيات ذات الصلة.
مقالات شبيهة:
وكالة ناسا تطلق قمرين صناعيين جديدين هذا العام لتتبع محيطات الأرض
الكشف عن “شاحنة السحب” الفضائية المصممة لتنظيف مدار الأرض من حطام الأقمار الصناعية
وقال مايك ديفانزو، وهو طالب دراسات عليا سابق في NC State والمؤلف الرئيسي في هذا العمل: “تشير حسابات النقل الإشعاعي إلى أن إدراج مسحوق أكسيد المعادن يوفر درعا مشابها للدرع التقليدي، وفي الطاقات المنخفضة، يعمل مسحوق أكسيد المعادن على تقليل إشعاعات جاما إلى الإلكترونيات بعامل 300 وتلف الإشعاع النيوتروني بنسبة 225٪.”
وقال هايس: “في الوقت نفسه، يكون الطلاء أقل حجما من صندوق التدريع”. “وفي عمليات المحاكاة الحسابية، ما زال أسوأ أداء لطلاء الأكسيد يمتص إشعاعات أكثر بنسبة 30٪ من الدرع التقليدي بنفس الوزن.
وقال Hayes: “علاوة على ذلك، فإن جسيمات الأكسيد أقل تكلفة بكثير من نفس الكمية من المعدن النقي”.
ويضيف ديفانزو، الذي يعمل في شركة لوكهيد مارتن سبيس: “يمكن أن يقلل هذا من الحاجة إلى مواد التدريع التقليدية على الإلكترونيات الفضائية”.
يواصل الباحثون اختبار وصقل تقنية التدريع الخاصة بهم لاستخدامها في التطبيقات المختلفة، ويقول Hayes: “نحن نبحث الآن عن شركاء في الصناعة لمساعدتنا في تطوير التكنولوجيا للاستخدام التجاري”.
تم نشر ورقة “خصائص التأين الإشعاعي للطلاء المطلي بأكسيد المعادن المشبعة” في مجلة فيزياء الإشعاع والكيمياء، “the journal Radiation Physics and Chemistry”.