Forskare vid North Carolina State University har utvecklat en ny teknik för att skydda elektronik inom militär- och rymdutforskningsteknik från joniserande strålning. Den nya metoden är mer kostnadseffektiv än befintliga tekniker, och den hemliga ingrediensen är ... rost.

"Vår metod kan användas för att bibehålla samma nivå av strålskärmning och minska vikten med 30% eller mer, eller så kan du behålla samma vikt och förbättra avskärmningen med 30% eller mer - jämfört med de mest använda skärmningsteknikerna, "säger Rob Hayes, medförfattare till en uppsats om arbetet och docent i kärnteknik vid NC State. "Hur som helst, vårt tillvägagångssätt minskar volymen utrymme som tas upp genom skärmning. "

Joniserande strålning kan orsaka betydande problem för elektroniska enheter. För att skydda mot detta, enheter som kan utsättas för strålning - t.ex. enheter som används i rymdfarkoster - har strålskärm.

Vikt är en viktig faktor vid utformningen av rymdteknik, och den skärmning som oftast förekommer i flyg- och rymdanordningar består i att sätta en aluminiumlåda runt känslig teknik. Detta har betraktats som den bästa avvägningen mellan en skölds vikt och det skydd den ger.

Den nya tekniken bygger på att blanda oxiderat metallpulver - rost - till en polymer, och sedan införliva den i en gemensam konform beläggning på relevant elektronik.

"Metalloxidpulver erbjuder mindre skärmning än metallpulver skulle, men oxider är mindre giftiga och utgör inte elektromagnetiska utmaningar som kan störa enhetens funktion, "Säger Hayes.

"Beräkningar av strålningstransport visar att införandet av metalloxidpulvret ger en skärmning som kan jämföras med en konventionell skärm, "säger Mike DeVanzo, en tidigare doktorand vid NC State och första författare till verket. "Vid låg energi, metalloxidpulvret reducerar både gammastrålning till elektroniken med en faktor 300 och neutronstrålningsskadorna med 225%. "

"På samma gång, beläggningen är mindre skrymmande än en skyddslåda, "Säger Hayes." Och i beräkningssimuleringar, oxidbeläggningens sämsta prestanda absorberade fortfarande 30% mer strålning än en konventionell skärm med samma vikt.

"Dessutom, oxidpartiklarna är mycket billigare än samma mängd ren metall, "Säger Hayes.

"Detta kan potentiellt minska behovet av konventionella skärmningsmaterial på rymdbaserad elektronik, "tillägger DeVanzo, som arbetar på Lockheed Martin Space.

Forskarna fortsätter att testa och finjustera sin skärmningsteknik för användning i olika applikationer.

"Vi letar nu efter branschpartners för att hjälpa oss att utveckla tekniken för kommersiellt bruk, "Säger Hayes.

Pappret, "Joniserande strålningsskyddande egenskaper hos metalloxidimpregnerade konforma beläggningar, "publiceras i tidningen Strålningsfysik och kemi .