Nowa technologia Los Alamos wykrywa neutrony termiczne w samolotach
Nowa technologia opracowana przez Los Alamos National Laboratory i Honeywell dostarcza potrzebnych informacji o środowisku atmosfery dla przemysłu lotniczego. Urządzenie, zwane TinMan, określiło liczbę neutronów termicznych, cząstek wytwarzanych przez naturalne promieniowanie słoneczne, co daje przemysłowi lotniczemu wiedzę, dzięki której może ocenić stan części półprzewodnikowych.
Przeprowadzono niewiele badań związanych z wpływem neutronów termicznych na samoloty i nikt nie był w stanie określić ich intensywność wewnątrz samolotów", powiedział Stephen Wender - naukowiec z Los Alamos Neutron Science Center. Dopiero od niedawna podejrzewa się, że mają wpływ na niezawodność komponentów.
Świat wiedział o tych oddziaływania promieniowania atmosferycznego od 1960 roku. Gdy promieniowanie słoneczne uderza w atmosferę, na Ziemię wysypuje cząstki, w tym protony, elektrony i ciężkie jony, a także wytwarza wysokoenergetyczne neutrony. Ale w przeciwieństwie do protonów i elektronów, neutrony nie są naładowane i mogą przechodzić przez atmosferę i stałe obiekty, takie jak metalowy kadłub samolotu. Kiedy te neutrony uderzają w coś w rodzaju mikroprocesora, energia, która osadza się w systemie, może spowodować efekty, które mogą mieć wpływ na niezawodność komponentów.
Neutrony termiczne powstają po tym, jak wysokoenergetyczne neutrony zderzają się z materiałami i tracą energię. Rezultatem jest cząstka o mniejszej energii: neutron termiczny. Dziesiątki tysięcy galonów paliwa przechowywanego w samolotach jest bardzo skutecznym producentem neutronów termicznych. Podczas gdy wysokoenergetyczne środowisko neutronowe od dawna jest skwantyfikowane to środowisko termiczne, ponieważ zależy od otaczającego środowiska, nie zostało w pełni zmierzone na wyższych wysokościach w samolocie.
Neutrony termiczne zostały niedawno zbadane po tym, jak przemysł produkcji półprzewodników zaczął używać w swoich częściach metal zwany borem. Bor-10 jest izotopem boru i jest wrażliwy na neutrony termiczne.
"Pomiar środowiska neutronów termicznych na wysokości stanowi ważną informację dla przemysłu lotniczego", powiedziała Laura Dominik, stypendystka z Honeywell. "Cieszymy się, że ten wspólny projekt, w ciągu kilkunastu lotów, dostarczył najdokładniejszego do tej pory pomiaru tego typu cząstek w samolotach."
TinMan jest małym urządzeniem, nieco grubszym niż laptop i jest jedynym detektorem neutronów termicznych przeznaczonym do użytku w samolocie. Jego celem było wykonywanie pomiarów podczas serii lotów. Mierzył wtedy zmiany w intensywności neutronów termicznych, które mogą zmieniać się wraz z wysokością i szerokością geograficzną samolotu. Pomiary te zostaną następnie wykorzystane do zdefiniowania środowiska neutronów termicznych w samolotach, co jest niezbędnym krokiem do oceny elektroniki półprzewodnikowej zawierającej Bor-10.
W ciągu ostatnich dwóch lat TinMan towarzyszył 14 lotom NASA. Podczas tych podróży był w stanie śledzić intensywność neutronów termicznych podczas różnych zmian wysokości i szerokości geograficznej. TinMan zdefiniował środowisko termicznej intensywności neutronów. Dane te zostały rozesłane do agencji międzynarodowych w celu zapewnienia, że elektronika zawierająca Bor-10 może być stosowana w samolotach.
"Jesteśmy bardzo podekscytowani, chcemy zapewnić kompleksowy zestaw pomiarów środowiska neutronów termicznych w samolotach", powiedział Wender. "..., informacje te będą ważnym punktem odniesienia stosowanym do oceny części półprzewodnikowych dla całego przemysłu lotniczego".
