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Teste mede tolerância de dispositivos eletrônicos à radiação

Publicado em 30 janeiro 2014

O resultado de um teste realizado no Instituto de Física (IF) da USP pode permitir avanços no desenvolvimento nacional de componentes eletrônicos para uso em projetos espaciais e aeronáuticos. A pesquisa conseguiu quantificar os defeitos que ocorrem em dispositivos eletrônicos, como o transistor (que regula a corrente elétrica em um circuito), expostos à radiação provocada por íons pesados (partícula carregada).

Essa medição ajuda a indicar os dispositivos mais resistentes à radiação e, portanto, menos propensos a problemas de funcionamento em ambiente espacial. A radiação, presente tanto na atmosfera quanto no espaço, pode momentaneamente alterar a resposta ou danificar componentes eletrônicos de foguetes e satélites e até mesmo aviões, por causa de voos a altas altitudes.

A afirmação parte do professor Nilberto Heder Medina, do Departamento de Física Nuclear do IFUSP, um dos pesquisadores do estudo que envolveu, ainda, outros cientistas do IFUSP, do Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana Pe. Sabóia de Medeiros (FEI) e do Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer.

Esse foi o primeiro teste, no Brasil, de tolerância aos efeitos da radiação ionizante devido a SEE – Single Event Effect, provocados por feixe de íons pesados, em componentes eletrônicos. Para realizar a pesquisa, foi utilizado o acelerador de partículas Pelletron 8UD do IFUSP, um sistema eletrônico de aquisição de dados e um transistor de uso comercial.

De acordo com Medina, “até então, o Brasil era capaz de realizar testes somente para avaliar danos em componentes eletrônicos devido aos efeitos da radiação ionizante [TID – Total Ionizing Dose] acumulada em dispositivos”. Diferente do SEE, no qual os efeitos são provocados por um único íon, no TID o mau funcionamento ou dano permanente é provocado pelo acúmulo da dose de radiação no componente.

Resultado

O pesquisador explica que foi estabelecida uma versão final para o arranjo experimental, que permite a montagem de várias amostras (placas de circuitos). “Utilizando, em conjunto com esse arranjo, um osciloscópio (instrumento de medição e análise de sinais, como eletrônicos) que adquire até 2 Gsamples/s (dois gigas de amostra por segundo), foi possível identificar com segurança a ocorrência do SEE e levantar uma curva da seção de choque de eventos em função da transferência linear de energia (LET), resultante da ionização provocada por íons pesados de ¹²C (Carbono), ¹⁶O (Oxigênio), ¹⁹F (Flúor), ²⁸Si (Silício), ³⁵Cl (Cloro), ⁶³Cu (Cobre) e ¹⁰⁷Ag (Prata)”, explica o pesquisador.

O estudo faz parte de projetos iniciados em 2012, com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e Financiadora de Estudos e Projeto (Finep). Com a participação de equipes de professores, pesquisadores e alunos, a pesquisa é voltada para o desenvolvimento de componentes tolerantes à radiação, e para a criação de uma plataforma de testes seguindo padrões internacionais.

Por Redação TN/Agência USP