保護太空電子設備的材料如何減輕重量?新技術:添加生鏽粉末

保護太空電子設備的材料如何減輕重量?新技術:添加生鏽粉末
在生活中,生鏽的鐵工具不美觀也不受歡迎,然而科學家現在利用它開發出比傳統材料更輕、更便宜的新型輻射屏蔽層,用來保護太空用電子設備免受輻射衝擊。

太空探測器最大危害之一是宇宙高能輻射,由於缺少地球大氣層及磁場保護,探測器攜帶的電子設備非常容易受到宇宙射線干擾從而引發故障。為了防止這種情況,太空電子設備通常被密封在由鋁或其他金屬製成的特殊屏蔽盒內,以減少輻射暴露並延長電路壽命。

只不過火箭發射成本相當高昂,探測器重量必須斤斤計較,添加越多屏蔽器材,代表越壓縮攜帶其他測量儀器的空間,因此工程師一直在想辦法尋找更輕、防輻射效率更佳的材料。

而北卡羅來納州立大學團隊最近發現了一種更有效、能讓探測器重量更輕的輻射屏蔽材料,是利用添加了鐵鏽的三防漆來取代鋁。

三防漆(conformal coating)顧名思義,可防潮絕緣抗腐蝕,是印刷電路板上的透明聚合物薄膜,用來維持印刷電路板的外形和保護電子元件不受灰塵、化學物質、濕氣、溫差變化影響。

在北卡羅來納州立大學的新技術中,研究人員將氧化的金屬氧化物(鐵鏽)混入聚合物內,發現這些生鏽粉末屏蔽輻射的實力與傳統抗輻射材料相當,計算表明在低能量狀態下,可以降低伽馬輻射傷害 300 倍、中子輻射損害降低 225%。

與目前最主流的輻射屏蔽技術相比,新方法能減少 30% 重量,或者維持相同重量但提升輻射屏蔽率 30%。研究團隊正在進一步測試與微調,以期落實應用,新論文發表在《Radiation Physics and Chemistry》期刊。

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

(首圖來源:pixabay)

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