Protección anti radiación en dispositivos aeroespaciales.
Protección anti radiación en dispositivos aeroespaciales. Es utilizada en dispositivos semiconductores a bordo de naves espaciales. Ya que son particularmente susceptibles a la radiación de alta energía.
Esta radiación ionizante puede causar problemas importantes para los dispositivos electrónicos. Para protegerse contra esto, los dispositivos que pueden estar expuestos a la radiación. Como los dispositivos utilizados en las naves espaciales, incorporan un blindaje especial.
El blindaje más comúnmente encontrado en los dispositivos aeroespaciales consiste en colocar una caja de un metal alrededor de cualquier tecnología sensible. Se ha considerado que esto proporciona la mejor compensación entre el peso de un escudo y la protección que proporciona. La protección debe proteger del medio ambiente hostil, particularmente contra la radiación artificial como neutrones y gammas.
Los materiales comúnmente empleados en el blindaje son plomo, concreto y aluminio proporcionan beneficios estructurales, pero incurren en alta penalización en masa y puede no ser factible para futuros diseños de naves espaciales. Son actualmente utilizados para proteger la electrónica sensible de las condiciones ambientales naturales, como humedad, choque e insulto térmico.
Nuevo blindaje contra radiación
Rob Hayes, investigador y profesor asociado de ingeniería nuclear en la Universidad de North Carolina State. Ha realizado estudios recientes de materiales que han demostrado ser buenas opciones para el blindaje de dispositivos aeroespaciales.
Los compuestos estudiados son polímeros de óxido de metal (MO). Pueden proporcionar blindaje adicional para rayos X de baja energía y gammas de mayor energía.
Si bien es cierto, en los recubrimientos metálicos se provoca una capa de un metal u óxido metálico con el fin de que esta superficie se sacrifique. Protegiendo al sustrato de la corrosión.
En la presente investigación se hace algo similar, solo que el óxido metálico se adhiere a la superficie de los dispositivos aeroespaciales.
Se comprobó que el polvo de óxido metálico ofrece menos protección que el polvo de metal. Pero los óxidos son menos tóxicos y no plantean desafíos electromagnéticos que puedan interferir con la operación de un dispositivo.
El enfoque es que pueda usarse para mantener el mismo nivel de protección contra la radiación y reducir el peso en un 30% o más. Otra opción es que podría mantener el mismo peso y mejorar la protección en un 30% o más. Esto es en comparación con las técnicas de protección más utilizadas.
La nueva técnica se basa en mezclar polvo de óxido metálico en un polímero. Posteriormente incorporarlo en un recubrimiento conforme común en la electrónica relevante. Los óxidos que se emplearon fueron el óxido de gadolinio, el óxido de erbio y el óxido de tungsteno.
Rendimiento del blindaje
Se encontró que a bajas energías, el polvo de óxido metálico reduce tanto la radiación gamma a la electrónica en un factor de 300 como el daño por radiación de neutrones en un 225%.
Por otro lado, el recubrimiento es menos voluminoso que una caja de protección y en las simulaciones computacionales. En el peor rendimiento del recubrimiento de óxido absorbía un 30% más de radiación que un escudo convencional del mismo peso.
Una gran ventaja es que las partículas de óxido son mucho menos costosas que la misma cantidad de metal puro. Por lo que próximamente veremos esta tecnología implementada en los equipos espaciales.
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