Een nieuwe technologie, ontwikkeld door Los Alamos National Laboratory en Honeywell, verschaft de lucht- en ruimtevaartindustrie de nodige informatie over de atmosferische omgeving. Het apparaat, genaamd TinMan, heeft het aantal thermische neutronen gekwantificeerd, deeltjes die door natuurlijke zonnestraling worden gecreëerd, waardoor de lucht- en ruimtevaartindustrie een standaard krijgt waarmee ze haar halfgeleideronderdelen kan evalueren.

"Er zijn maar weinig onderzoeken gedaan naar de effecten van thermische neutronen op vliegtuigen, en niemand is in staat geweest om hun intensiteit binnen vliegtuigen te definiëren, " zei Stephen Wender, een instrumentwetenschapper in het Los Alamos Neutron Science Center. "Pas onlangs werd aangenomen dat ze een impact zouden hebben op de betrouwbaarheid van componenten."

De wereld is sinds de jaren zestig op de hoogte van deze atmosferische stralingseffecten. Als zonnestraling de atmosfeer raakt, het stort deeltjes op de aarde, inclusief protonen, elektronen, en zware ionen, en produceert ook hoogenergetische neutronen. Maar in tegenstelling tot protonen en elektronen, neutronen zijn niet geladen en kunnen door de atmosfeer en vaste objecten zoals de metalen romp van een vliegtuig gaan. Wanneer deze neutronen zoiets als een microprocessor treffen, de energie die het in het systeem afgeeft, kan resulteren in een enkel effectgebeurtenis, die de betrouwbaarheid van componenten kunnen beïnvloeden.

Thermische neutronen ontstaan ​​nadat hoogenergetische neutronen tegen materialen botsen en energie verliezen. Het resultaat is een deeltje met minder energie:een thermisch neutron. De tienduizenden liters brandstof die in vliegtuigen zijn opgeslagen, is een zeer effectieve producent van thermische neutronen. Hoewel de omgeving van hoogenergetische neutronen al lang is gekwantificeerd, de thermische omgeving, omdat het afhankelijk is van de omgeving, is niet volledig gemeten op de grotere hoogten in een vliegtuig.

Thermische neutronen zijn recentelijk bestudeerd na de halfgeleiderindustrie, die halfgeleiderelektronica produceert, begon met het gebruik van een metaal genaamd borium in zijn onderdelen. Borium-10 is een isotoop van boor en staat bekend als gevoelig voor thermische neutronen.

"Het meten van de thermische neutronenomgeving op hoogte levert een belangrijk stuk informatie op voor de lucht- en ruimtevaartindustrie, " zei Laura Dominik, een kerel met Honeywell. "We zijn verheugd dat dit gezamenlijke project, in de loop van meer dan een dozijn vluchten, heeft nu de meest nauwkeurige meting tot nu toe van dit type deeltjes in vliegtuigen opgeleverd."

TinMan is een klein apparaat, iets dikker dan een laptop, en is de enige thermische neutronendetector die is ontworpen voor gebruik in een vliegtuig. Het doel was om mee te rijden op een reeks vluchten, constant veranderingen in thermische neutronenintensiteit meten, die kan fluctueren met de hoogte en breedtegraad van het vliegtuig. Deze metingen zouden vervolgens worden gebruikt om de thermische neutronenomgeving in vliegtuigen te definiëren, een noodzakelijke stap om halfgeleiderelektronica te evalueren met boor-10.

In de afgelopen twee jaar, TinMan heeft 14 NASA-vluchten begeleid. Tijdens deze reizen, TinMan was in staat om de intensiteit van thermische neutronen te volgen tijdens verschillende hoogte- en breedtegraden op vluchten in de Verenigde Staten en in Europa. TinMan heeft de omgeving van thermische neutronenintensiteit gedefinieerd, gegevens die nu zijn gedistribueerd naar internationale instanties en zijn opgenomen in rapporten om ervoor te zorgen dat elektronica met boor-10 goed kan worden geëvalueerd voor gebruik in vliegtuigen.

"We zijn erg verheugd om een ​​uitgebreide reeks metingen van de thermische neutronenomgeving in vliegtuigen te kunnen leveren, "Zei Wender. "Terwijl de veranderingen in de productie doorgaan, deze informatie zal een belangrijke basis vormen die wordt gebruikt om halfgeleideronderdelen voor de hele lucht- en ruimtevaartindustrie te evalueren."