Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Wirkung kosmischer Strahlung im Weltall

11.08.2009
Satelliten und Raumfahrzeuge haben komplexe mikroelektronische Bauteile an Bord, deren Ausfall katastrophale Folgen hat. Die kosmische Strahlung im Weltall kann die empfindliche Elektronik beschädigen.

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt vom Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT in Euskirchen, der European Space Agency (ESA) und dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt untersuchen die Wissenschaftler den Einfluss der Strahlung auf die Elektronik.

Am Teilchenbeschleuniger des GSI bestrahlen die Forscher mikro-elektronische Bauelemente unter Leitung der INT-Wissenschaftler mit relativistischen Ionen. Die GSI-Beschleunigeranlage ist die einzige in Europa, an der sich Ionenstrahlung so herstellen lässt, wie sie als kosmische Strahlung im Weltall auftritt.

Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Eignung verschiedener Mikrochips für den Einsatz im Weltraum zu testen. Darüber hinaus sollen Grundlagen erforscht werden, um in Zukunft strahlungsfeste, leichtere und kompaktere Elektronik zu entwickeln, um Platz und Gewicht zu sparen. So kann in der Raumfahrttechnik in Zukunft auf die bisher nötigen Abschirmungen und auch auf Ersatzelektronik, die für manche Bauteile mitgeführt wird, verzichtet werden.

"Wir wollen erstmals systematisch untersuchen, wie die Energie der Ionenstrahlen die Mikroelektronik beeinflusst. Die GSI-Beschleunigeranlage bietet dazu optimale Voraussetzungen. Hier können wir hochenergetische Ionen, von den leichtesten bis zu den schwersten Elementen, erzeugen. Damit decken wir das gesamte Spektrum an Ionenstrahlung ab, wie es im Universum permanent auftritt", sagt Stefan Metzger, Projektleiter am Fraunhofer-Institut. Die Mitarbeiter des INT sind Experten auf dem Gebiet der Strahlenschäden in Elektronik. Neben der fachlichen Expertise unterstützt das INT das Projekt mit einer speziellen Mess-Infrastruktur, mit der sich solche Fehler in elektronischen Bauteilen feststellen lassen.

In einem ersten Experiment haben Wissenschaftler einen von der ESA bereit gestellten Mikrochip mit Gold-Ionen bestrahlt. Die Analyse bestätigte die Vermutung, dass die Störanfälligkeit des Chips stark von der Energie der Ionen abhängt. Für eine genaue Untersuchung sind in den nächsten Jahren weitere systematische Bestrahlungen verschiedener Bauteile unter dem Einfluss unterschiedlicher Ionen und Energien vorgesehen.

"Ionenstrahlen sind Hauptbestandteil der kosmischen Strahlung und haben die größte Wirkung auf die Mikroelektronik. Eine genaue Kenntnis dieses Einflusses ist die Voraussetzung, um in Zukunft gezielt Elektronik für Raumfahrt optimieren zu können", sagt Marco Durante, Leiter der Abteilung Biophysik am GSI. Bereits ein einzelnes Ion kann in mikroelektronischen Bauteilen Schäden verursachen. Durch die hohe elektrische Ladung und die Energie des Ions können in den Halbleitermaterialen des Mikrochips freie Ladungsträger erzeugt werden, die zu kleinen elektrischen Stromflüssen führen und so Funktionsfehler oder einen Ausfall des Chips verursachen können.

Stefanie Heyduck | idw
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Heiß & kalt – Gegensätze ziehen sich an
25.04.2017 | Universität Wien

nachricht Astronomen-Team findet Himmelskörper mit „Schmauchspuren“
25.04.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie