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防辐射靠“锈”

发布:2020-03-05 15:41:11     来源:TechSugar

北卡州立大学的研究人员,开发出一种应用于军事与航空航天等领域的新屏蔽技术,可以更有效地保护电离辐射场景下工作的电子器件,相比现有技术,成本也更低,该技术的诀窍是......使用生锈的金属材料。

该研究的负责人之一,北卡罗来纳州立大学核工程副教授罗布·海耶斯(Rob Hayes)说:“和现在应用最广的屏蔽技术相比,我们的方法在同等辐射屏蔽水平下,可以减少设备辐射屏蔽模块30%以上的重量,或者不减少屏蔽模块重量,但增加30%以上的防护能力。无论哪种情况,我们的方法都能减小屏蔽模块占用的空间。”

电离辐射会给电子设备造成严重问题,为保证航天器等暴露在辐射环境中的电子设备能正常工作,这些设备都要配备辐射屏蔽模块。

减重是航空航天设计中的重要考虑因素,航天器中应用最广的屏蔽技术就是铝盒屏蔽,即把任何敏感模块都用金属铝包起来,技术人员普遍认为该方法在防护罩重量与屏蔽能力之间达到了最佳均衡。

北卡州立大学发明的这项新技术的奥妙在于把氧化的金属粉末,即金属锈粉末,与聚合物混合,然后将混合物掺入常用的防护涂层。

海耶斯表示:“金属氧化物粉末的屏蔽性能不如金属粉末,但氧化物毒性低,而且不会给设备增加电磁干扰设计困难。”

该研究论文的第一作者,已经毕业的北卡州立大学研究生麦克·德瓦佐( Mike DeVanzo)说:“辐射传输计算表明,包含金属氧化物粉末的屏蔽涂层,可提供与传统屏蔽方法相当的防护能力,而在低能量状态下,金属氧化物粉末可以将伽马辐射对电子设备的影响降低300倍,并将中子辐射对电子设备的损害降低225%。”

海耶斯教授补充说:“涂层防护方法在体积上小于屏蔽盒,计算仿真结果显示,与铝盒屏蔽相比,同等重量下,氧化物涂层至少将屏蔽能力提升了30%。最重要的是,金属氧化物颗粒涂层的方法,比等量的纯金属便宜多了。”

已经在洛克希德马丁航天公司(Lockheed Martin Space)工作的德瓦佐表示:“采用这种方法,将可减少航空航天电子产品对常规屏蔽材料的需求。”

研究人员还在继续改进这项技术,并测试其在 不同应用中的表现。海耶斯说:“我们正在寻找工业界的资源来商业化这项技术。”

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