La nouvelle technologie Los Alamos détecte les neutrons thermiques dans les avions
Newswise – LOS ALAMOS, NM, 31 mars 2021—Une nouvelle technologie développée par Los Alamos National Laboratory et Honeywell fournit les informations nécessaires sur l’environnement atmosphérique à l’industrie aérospatiale. L’appareil, appelé TinMan, a quantifié le nombre de neutrons thermiques, des particules créées par le rayonnement solaire naturel, donnant à l’industrie aérospatiale une norme lui permettant d’évaluer ses pièces semi-conductrices.
«Peu d’études ont été menées sur les impacts des neutrons thermiques sur les avions, et personne n’a été en mesure de définir leur intensité à l’intérieur des avions», a déclaré Stephen Wender, spécialiste des instruments au Los Alamos Neutron Science Center. «Ce n’est que récemment qu’ils ont été théorisés pour avoir un impact sur la fiabilité des composants.»
Le monde est au courant de ces impacts du rayonnement atmosphérique depuis les années 1960. Lorsque le rayonnement solaire atteint l’atmosphère, il répand des particules sur la Terre, y compris des protons, des 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 à haute énergie est depuis longtemps quantifié, le thermique l’environnement, car il dépend du milieu environnant, n’a pas été entièrement mesuré aux altitudes plus élevées à l’intérieur d’un aéronef.
Les neutrons thermiques ont récemment été étudiés après que l’industrie de la fabrication de semi-conducteurs, qui produit de l’électronique à semi-conducteurs, a commencé à utiliser un métal appelé bore dans ses pièces. Le bore-10 est un isotope du bore et est connu pour être sensible aux neutrons thermiques.
«La mesure de l’environnement des neutrons thermiques en altitude fournit une information importante pour l’industrie aérospatiale», a déclaré Laura Dominik, membre d’Honeywell. «Nous sommes ravis que ce projet commun, au cours de plus d’une douzaine de vols, ait désormais permis de mesurer 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 de suivre une série de vols, mesurant constamment les changements d’intensité des neutrons thermiques, qui peuvent fluctuer avec l’altitude et la latitude de l’avion. Ces mesures seraient ensuite utilisées pour définir l’environnement des neutrons thermiques dans les aéronefs, étape nécessaire pour évaluer l’électronique semi-conductrice 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 de l’intensité des neutrons thermiques, des données qui ont maintenant été distribuées aux agences internationales et incluses dans des rapports pour s’assurer que l’électronique contenant 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. «Au fur et à mesure que les changements dans la fabrication se poursuivent, ces informations constitueront une base de référence importante utilisée pour évaluer les pièces semi-conductrices pour l’ensemble de l’industrie aérospatiale.»
À propos du laboratoire national de Los Alamos (www.lanl.gov)
Los Alamos National Laboratory, une institution de recherche multidisciplinaire engagée dans la science stratégique au nom de la sécurité nationale, est géré par Triad, une organisation scientifique de la sécurité nationale axée sur le service public détenue à parts égales par ses trois membres fondateurs: Battelle Memorial Institute (Battelle), Texas A&M University System (TAMUS) et les régents de l’Université de Californie (UC) pour la National Nuclear Security Administration du Département de l’Énergie.
Los Alamos renforce la sécurité nationale en garantissant la sûreté et la fiabilité du stock nucléaire américain, en développant des technologies pour réduire les menaces liées aux armes de destruction massive et en résolvant les problèmes liés à l’énergie, à l’environnement, aux infrastructures, à la santé et aux problèmes de sécurité mondiale.
LA-UR-21-23041