Un elemento que se considera excelente para la protección contra la radiación es el boro , ya que es capaz de absorber neutrones. Más específicamente, en naves espaciales, el boro 10 puede usarse en elementos estructurales para absorber los neutrones producidos por la radiación cósmica. Una ventaja del boro, en comparación con otros elementos absorbentes de radiación (plomo fe) es su bajo peso molecular.
Más específicamente:
En futuras naves espaciales interplanetarias tripuladas, 10B tiene un papel teórico como material estructural (como fibras de boro o material de nanotubos BN) que también desempeñaría un papel especial en el escudo de radiación. Una de las dificultades para lidiar con los rayos cósmicos, que en su mayoría son protones de alta energía, es que parte de la radiación secundaria de la interacción de los rayos cósmicos y los materiales de las naves espaciales son neutrones de espalación de alta energía. Dichos neutrones pueden ser moderados por materiales con alto contenido de elementos ligeros como el polietileno, pero los neutrones moderados continúan siendo un peligro de radiación a menos que se absorban activamente en el blindaje. Entre los elementos ligeros que absorben neutrones térmicos, 6Li y 10B aparecen como potenciales materiales estructurales de naves espaciales que sirven tanto para refuerzo mecánico como para protección contra la radiación.
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Sin embargo, en semiconductores para aplicaciones espaciales, se debe usar boro 11 o boro agotado :
La radiación cósmica producirá neutrones secundarios si golpea las estructuras de las naves espaciales. Esos neutrones serán capturados en 10B, si está presente en los semiconductores de la nave espacial, produciendo un rayo gamma, una partícula alfa y un ion de litio. Estos productos de descomposición resultantes pueden irradiar estructuras de ‘chip’ de semiconductores cercanas, causando pérdida de datos (cambio de bit o alteración de evento único). En los diseños de semiconductores endurecidos por radiación, una contramedida es usar boro empobrecido que está muy enriquecido en 11B y contiene casi no10B. 11B es en gran medida inmune al daño por radiación. El boro empobrecido es un subproducto de la industria nuclear.
Fuente: Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Bor…
Más detalles sobre la disponibilidad de este material aquí:
Elementos americanos: http://www.americanelements.com/…
El boro se puede utilizar en muchas formas, como un elemento de aleación en aluminio, como un boruro refractario de muchos metales (fe TiB2), pero las formas más comunes utilizadas industrialmente son sus carburos, por su alta dureza: nitruro de boro (BN) y boro carburo (B4C). De los dos más interesantes para fines de protección es el último por su alto contenido de boro. B4C se puede tener como material particulado (incluso en nanopartículas) y se puede usar solo, sinterizado o como refuerzo en material compuesto. Exactamente debido al requerimiento de una alta tenacidad a la fractura (la propiedad mecánica por la cual se mide la capacidad de absorción de impactos en los materiales), lo más común es el uso en compuestos de matriz de metal, especialmente AlB4C . Este último, según matweb.com, tiene una tenacidad a la fractura de 10-25 MPa-m½ (típico para aleaciones de Al duro). Siempre puede usar B4C para moldear un compuesto de matriz polimérica, incluso con HDPE.
http://www.matweb.com/search/Dat…
Alternativamente, se puede encontrar boro puro en filamentos , para usar en compuestos de matriz epoxídica. Los compuestos de fibra poseen una mayor capacidad de absorción de impactos por unidad de peso, en comparación con los compuestos de partículas, debido a la dispersión del daño por fractura a la que deben someterse para desprenderse o desintegrarse.
- Especificaciones de la cinta preimpregnada de boro: http://www.matweb.com/search/Dat…
- Fabricante de cinta preimpregnada de boro: http://www.specmaterials.com/bor…
- Compuestos epoxi de boro en aplicaciones espaciales: http://www.specmaterials.com/spa…
