I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato una nuova tecnica per schermare l'elettronica nella tecnologia militare e di esplorazione spaziale dalle radiazioni ionizzanti. Il nuovo approccio è più conveniente rispetto alle tecniche esistenti, e l'ingrediente segreto è... la ruggine.

"Il nostro approccio può essere utilizzato per mantenere lo stesso livello di schermatura dalle radiazioni e ridurre il peso del 30% o più, oppure potresti mantenere lo stesso peso e migliorare la schermatura del 30% o più, rispetto alle tecniche di schermatura più utilizzate, "dice Rob Hayes, co-autore di un articolo sul lavoro e professore associato di ingegneria nucleare presso la NC State. "In entrambi i casi, il nostro approccio riduce il volume di spazio occupato dalla schermatura."

Le radiazioni ionizzanti possono causare problemi significativi ai dispositivi elettronici. Per proteggersi da questo, i dispositivi che possono essere esposti alle radiazioni, come i dispositivi utilizzati nei veicoli spaziali, incorporano una schermatura contro le radiazioni.

Il peso è un fattore significativo nella progettazione di tecnologie aerospaziali, e la schermatura che si trova più comunemente nei dispositivi aerospaziali consiste nel mettere una scatola di alluminio attorno a qualsiasi tecnologia sensibile. Questo è stato visto come il miglior compromesso tra il peso di uno scudo e la protezione che fornisce.

La nuova tecnica si basa sulla miscelazione di polvere di metallo ossidato, ruggine, in un polimero, e quindi incorporarlo in un rivestimento conforme comune sull'elettronica pertinente.

"La polvere di ossido di metallo offre una schermatura inferiore rispetto alla polvere di metallo, ma gli ossidi sono meno tossici e non pongono problemi elettromagnetici che potrebbero interferire con il funzionamento di un dispositivo, "dice Hayes.

"I calcoli del trasporto delle radiazioni mostrano che l'inclusione della polvere di ossido di metallo fornisce una schermatura paragonabile a una schermatura convenzionale, "dice Mike DeVanzo, un ex studente laureato presso NC State e primo autore del lavoro. "A basse energie, la polvere di ossido di metallo riduce sia le radiazioni gamma all'elettronica di un fattore di 300 sia il danno da radiazioni di neutroni del 225%."

"Allo stesso tempo, il rivestimento è meno ingombrante di una scatola di schermatura, " dice Hayes. "E nelle simulazioni computazionali, le peggiori prestazioni del rivestimento di ossido assorbivano comunque il 30% in più di radiazioni rispetto a uno schermo convenzionale dello stesso peso.

"Oltre a ciò, il particolato di ossido è molto meno costoso della stessa quantità del metallo puro, "dice Hayes.

"Questo potrebbe potenzialmente ridurre la necessità di materiali di schermatura convenzionali sull'elettronica spaziale, "aggiunge DeVanzo, che lavora alla Lockheed Martin Space.

I ricercatori stanno continuando a testare e mettere a punto la loro tecnica di schermatura per l'uso in varie applicazioni.

"Stiamo ora cercando partner del settore che ci aiutino a sviluppare la tecnologia per uso commerciale, "dice Hayes.

La carta, "Proprietà di schermatura dalle radiazioni ionizzanti dei rivestimenti conformi impregnati di ossido di metallo, " è pubblicato sulla rivista Fisica e chimica delle radiazioni .