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保护太空电子设备的材料如何减轻重量?新技术:添加生锈粉末

2024-11-25 219


在生活中,生锈的铁工具不美观也不受欢迎,然而科学家现在利用它开发出比传统材料更轻、更便宜的新型辐射屏蔽层,用来保护太空用电子设备免受辐射冲击。

太空探测器最大危害之一是宇宙高能辐射,由于缺少地球大气层及磁场保护,探测器携带的电子设备非常容易受到宇宙射线干扰从而引发故障。为了防止这种情况,太空电子设备通常被密封在由铝或其他金属制成的特殊屏蔽盒内,以减少辐射暴露并延长电路寿命。

只不过火箭发射成本相当高昂,探测器重量必须斤斤计较,添加越多屏蔽器材,代表越压缩携带其他测量仪器的空间,因此工程师一直在想办法寻找更轻、防辐射效率更佳的材料。

而北卡罗来纳州立大学团队最近发现了一种更有效、能让探测器重量更轻的辐射屏蔽材料,是利用添加了铁锈的三防漆来取代铝。

三防漆(conformal coating)顾名思义,可防潮绝缘抗腐蚀,是印刷电路板上的透明聚合物薄膜,用来维持印刷电路板的外形和保护电子元件不受灰尘、化学物质、湿气、温差变化影响。

在北卡罗来纳州立大学的新技术中,研究人员将氧化的金属氧化物(铁锈)混入聚合物内,发现这些生锈粉末屏蔽辐射的实力与传统抗辐射材料相当,计算表明在低能量状态下,可以降低伽马辐射伤害 300 倍、中子辐射损害降低 225%。

与目前最主流的辐射屏蔽技术相比,新方法能减少 30% 重量,或者维持相同重量但提升辐射屏蔽率 30%。研究团队正在进一步测试与微调,以期落实应用,新论文发表在《Radiation Physics and Chemistry》期刊。

  • Smaller, Lighter Radiation Shielding
  • Rusty radiation shielding provides lighter and less bulky protection

(首图来源:pixabay)

2020-02-16 11:16:00

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