Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật mới để che chắn các thiết bị điện tử trong công nghệ thăm dò vũ trụ và quân sự khỏi bức xạ ion hóa. Cách tiếp cận mới hiệu quả hơn về chi phí so với các kỹ thuật hiện có và thành phần bí mật là … rỉ sét.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học bang North Carolina đã phát triển một kỹ thuật mới để che chắn các thiết bị điện tử trong công nghệ thăm dò quân sự và không gian khỏi bức xạ ion hóa. Cách tiếp cận mới hiệu quả hơn về chi phí so với các kỹ thuật hiện có và thành phần bí mật là … rỉ sét.
“Cách tiếp cận của chúng tôi có thể được sử dụng để duy trì cùng mức che chắn bức xạ và giảm 30% trọng lượng trở lên, hoặc bạn có thể duy trì cùng trọng lượng và cải thiện khả năng che chắn từ 30% trở lên – so với các kỹ thuật che chắn được sử dụng rộng rãi nhất, “Rob Hayes, đồng tác giả của một bài báo về công việc và là phó giáo sư kỹ thuật hạt nhân tại NC State nói. “Dù bằng cách nào, cách tiếp cận của chúng tôi làm giảm khối lượng không gian chiếm lấy bằng cách che chắn.”
Bức xạ ion hóa có thể gây ra vấn đề đáng kể cho các thiết bị điện tử. Để bảo vệ chống lại điều này, các thiết bị có thể tiếp xúc với bức xạ – như các thiết bị được sử dụng trong tàu vũ trụ – kết hợp che chắn bức xạ.
Trọng lượng là một yếu tố quan trọng trong việc thiết kế các công nghệ hàng không vũ trụ và việc che chắn thường thấy nhất trong các thiết bị hàng không vũ trụ bao gồm việc đặt một hộp nhôm xung quanh bất kỳ công nghệ nhạy cảm nào. Điều này đã được xem là cung cấp sự đánh đổi tốt nhất giữa trọng lượng của khiên và sự bảo vệ mà nó cung cấp.
Kỹ thuật mới này dựa vào việc trộn bột kim loại oxy hóa – rỉ sét – vào một loại polymer, sau đó kết hợp nó thành một lớp phủ phù hợp chung trên các thiết bị điện tử có liên quan.
Bột oxit kim loại cung cấp ít che chắn hơn so với bột kim loại nhưng oxit ít độc hơn và không đặt ra những thách thức điện từ có thể cản trở hoạt động của thiết bị.
“Các tính toán vận chuyển bức xạ cho thấy rằng việc bao gồm bột oxit kim loại cung cấp khả năng che chắn tương đương với một lá chắn thông thường”, Mike DeVanzo, cựu sinh viên tốt nghiệp tại NC State và là tác giả đầu tiên của tác phẩm nói. “Ở mức năng lượng thấp, bột oxit kim loại làm giảm cả bức xạ gamma đối với thiết bị điện tử với hệ số 300 và thiệt hại bức xạ neutron bằng 225%.”
Đồng thời, lớp phủ ít cồng kềnh hơn hộp che chắn. Và trong các mô phỏng tính toán, hiệu suất tồi tệ nhất của lớp phủ oxit vẫn hấp thụ bức xạ nhiều hơn 30% so với một lá chắn thông thường có cùng trọng lượng.
Trên hết, các hạt oxit rẻ hơn nhiều so với cùng một lượng kim loại nguyên chất. Điều này có khả năng làm giảm nhu cầu về vật liệu che chắn thông thường trên các thiết bị điện tử trên không gian.
Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục thử nghiệm và tinh chỉnh kỹ thuật che chắn của họ để sử dụng trong các ứng dụng khác nhau.
“Chúng tôi hiện đang tìm kiếm các đối tác trong ngành để giúp chúng tôi phát triển công nghệ cho mục đích thương mại”, Hayes nói.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học bang North Carolina . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :