Une nouvelle technologie développée par le Laboratoire national de Los Alamos et Honeywell fournit les informations nécessaires sur l'environnement atmosphérique à l'industrie aérospatiale. Le dispositif, appelé TinMan, a quantifié le nombre de neutrons thermiques, particules créées par le rayonnement solaire naturel, ce qui donne à l'industrie aérospatiale une norme lui permettant d'évaluer ses pièces semi-conductrices.

"Peu d'études ont été menées concernant les impacts des neutrons thermiques sur les aéronefs, et personne n'a pu définir leur intensité à l'intérieur des plans, " a déclaré Stephen Wender, un scientifique instrumentiste au Centre des sciences neutroniques de Los Alamos. "Ce n'est que récemment qu'ils ont été théorisés pour avoir un impact sur la fiabilité des composants."

Le monde connaît ces impacts du rayonnement atmosphérique depuis les années 1960. Lorsque le rayonnement solaire frappe l'atmosphère, il projette des particules sur la Terre, y compris les protons, électrons, et des ions lourds, et produit également des neutrons de haute énergie. Mais contrairement aux protons et aux électrons, les neutrons ne sont pas chargés et peuvent traverser l'atmosphère et des objets solides comme la coque métallique d'un avion. Lorsque ces neutrons frappent quelque chose comme un microprocesseur, l'énergie qu'il dépose dans le système peut entraîner un événement à effet unique, ce qui peut avoir un impact sur la fiabilité des composants.

Les neutrons thermiques sont créés après que des neutrons de haute énergie entrent en collision avec des matériaux et perdent de l'énergie. Le résultat est une particule avec moins d'énergie :un neutron thermique. Les dizaines de milliers de gallons de carburant stockés dans les avions sont un producteur très efficace de neutrons thermiques. Alors que l'environnement neutronique de haute énergie est quantifié depuis longtemps, l'environnement thermique, car cela dépend du milieu environnant, n'a pas été entièrement mesuré à des altitudes plus élevées à l'intérieur d'un aéronef.

Les neutrons thermiques ont récemment été étudiés après l'industrie de fabrication de semi-conducteurs, qui produit de l'électronique à semi-conducteurs, a commencé à utiliser un métal appelé bore dans ses parties. Le bore-10 est un isotope du bore et est connu pour être sensible aux neutrons thermiques.

"La mesure de l'environnement neutronique thermique en altitude fournit une information importante pour l'industrie aérospatiale, " a déclaré Laura Dominik, un gars avec Honeywell. « Nous sommes heureux que ce projet commun, au cours de plus d'une dizaine de vols, a maintenant fourni la mesure la plus précise à ce jour de ce type de particules dans les avions."

TinMan est un petit appareil, un peu plus épais qu'un ordinateur portable, et est le seul détecteur de neutrons thermiques conçu pour être utilisé dans un avion. Son objectif était d'effectuer une série de vols, mesurer en permanence les variations d'intensité des neutrons thermiques, qui peut fluctuer avec l'altitude et la latitude de l'avion. Ces mesures seraient ensuite utilisées pour définir l'environnement neutronique thermique dans les avions, une étape nécessaire pour évaluer l'électronique des semi-conducteurs avec du bore-10.

Au cours des deux dernières années, TinMan a accompagné 14 vols de la NASA. Tout au long de ces voyages, TinMan a pu suivre l'intensité des neutrons thermiques lors de divers changements d'altitude et de latitude sur des vols aux États-Unis et en Europe. TinMan a défini l'environnement d'intensité des neutrons thermiques, des données qui ont maintenant été distribuées aux agences internationales et incluses dans des rapports pour garantir que l'électronique avec du bore-10 peut être correctement évaluée pour une utilisation dans les avions.

« Nous sommes très heureux de fournir un ensemble complet de mesures de l'environnement des neutrons thermiques dans les avions, " a déclaré Wender. " Alors que les changements dans la fabrication se poursuivent, ces informations établiront une base de référence importante utilisée pour évaluer les pièces semi-conductrices pour l'ensemble de l'industrie aérospatiale."