SG.hu·2010. szeptember 24.

A legextrémebb helyekre is eljuthat a technika

Hamarosan a Föld mélyében tesztelhetik a vulkánkitörések előrejelzéséhez kifejlesztett új, akár 600 Celsius-fokot is kibíró rádió-adóvevőt, ami szilícium-karbid elektronikájának köszönheti magas tűréshatárát. Ez azonban csupán egy az alkalmazási helyek közül, ahová a szélsőséges körülmények miatt eddig nem juthatott el a technika.

A szilíciuménál jóval stabilabb egyedi molekuláris szerkezetének köszönhetően a szilícium-karbid jól bírja a magas sugárzást, ami az atomenergia iparban történő alkalmazások előtt is megnyithatja az utat. A technológiát a Newcastle Egyetem szakértői fejlesztették ki. Az ez alapján készülő vezeték nélküli szenzorok a jövőben a fő vulkanikus gázok, mint a szén-dioxid és a kén-dioxid szintjének legkisebb változásait is észlelni fogják, és valós idejű adatok sugározásával fontos információt küldenek a vulkánokban zajló folyamatokról és a közelgő kitörésekről.

A legtöbb műszer elolvadna, ha egy vulkán belsejébe leeresztenék, a szilícium-karbid a szilícium- és a szénatomok közötti elképesztően erős kötéseknek köszönhetően képes ellenállni a magas hőmérsékletnek és sugárzásnak. Keménysége a gyémántéval vetekszik, de előállítása pontosan a fenti tulajdonságai miatt körülményes, ezáltal költséges is. Dr. Alton Horsfallnak, a szilícium-karbid munkálatokat vezető tudósnak és Nick Wright professzornak, az egyetem nanotechnológiai szakértőjének azonban sikerült életképes elektronikai komponensekké varázsolni a szilícium-karbidot.

"A kapott szenzorok érzékenyek az oxigénre, a hidrogénre, a hidrogén-szulfidra és a kén-dioxidra. Ezekkel már leteszteltük és eredményeink szerint 10 ppm nagyságrendű érzékenységet értek el" - fejtette ki Horsfall. Bár a kereszt-érzékenységgel még akadnak problémák, a kutatók remélik, egy éven belül képesek lesznek szenzoraik egy-egy adott gáz azonosítására is egy elegyen belül.

A kutatócsoport jelenleg egy mobiltelefon méretű eszközbe próbálja integrálni a komponenseket, hogy különböző helyszíneken, a vulkánok melletti erőművekben, vagy akár repülőgép-hajtóművekben alkalmazhassák. Az egyetem Extrém Környezeti Technológiai Központja számos olyan megoldást fejleszt, amivel a technikát olyan helyekre is eljuttatják, ahol ez mindeddig elképzelhetetlen volt, elénk tárva a világ legzordabb környezeteinek titkait.

"Jelenleg nincs lehetőség a vulkánok belsejében uralkodó helyzet pontos nyomon követésére, valójában a legtöbb adat begyűjtése már a kitörés után történik. Ez nem nevezhető ideálisnak ha figyelembe vesszük a tényt, hogy közel 500 millió ember él vulkánok árnyékában" - magyarázta Horsfall.

Kapcsolódó cikkek és linkek

Vulkánok okozták az utolsó globális lehûlést Vulkán erõsíti meg a Nagy-korallzátonyt Az Io óriási lávatavát figyelték meg Éledezik az európai szupervulkán Mûködõ vulkán a Déli-sarkvidéken Üvegbõl vannak a Mars sötét területei Hamarabb ébrednek a szunnyadó vulkánok Készüljünk fel az izlandi vulkánkitörések évtizedeire

Hozzászólások

Jelentkezz be a hozzászóláshoz.

Végre kitalálnak már erre is valamit! Olyan fejlett a technika, de még mindig annyi ember hal meg, mert elõre nem tudják jelezni a vulkánkitörést. Remélhetõleg, jó helyre kerül az új találmány...

sokféle láva van,van 600 fok alatt is,de ami a lényeg,hogy ezt nem akarják beledobni:)

Inkább az USA hadiipara használja fel, mint ...azok a T-betûsek.

"A szilíciuménál jóval stabilabb egyedi molekuláris szerkezetének köszönhetõen a szilícium-karbid jól bírja a magas sugárzást,... "

Talán ez (is) segít a sugárzásnak ellenállni és nem csak az atomok közti kötéseken múlik.

Erõs a gyanúm, hogy a SiC félvezetõk 99,9 %-át az USA hadiipara fogja felhasználni

másik apró tévedés, ami -- bár a lényeget nem változtatja meg -- zavaró:
"szilícium- és a szénatomok közötti elképesztõen erõs kötéseknek köszönhetõen képes ellenállni a magas hõmérsékletnek és sugárzásnak"

A sugárzás sokféle. Ami az elektronikát legnkább tönkreteszi, az a részecskesugárzás, amivel a Föld környezetében a Van-Allen övekben kell számolni, de kisebb intenzitással mindenütt a légkör fölött.

A nagyenergiájú részecskék energiája MeV - GeV tartományba esik, míg a molekulák kötési energiája (a legkülsõ elektronhéj ennyit tud) néhány eV. Vagyis úgy kb. milliószor vagy még nagyobb arányban kisebb, mint a részecskék energiája.

Vagyis a sugárzásállékonyság nem áll fenn. Árnyékolással lehet csak védekezni ellene valamilyen hatékonysággal, és esetleg valami redundanciával és automatikus átkapcsolgatással valahogy lehet fokozni, de csodát nem lehet várni ezen a téren.
A vulkánokban nem kell nagyenergiájú protonokkal számolni, tehát a sugárzásállóságnak nincs szerepe.

Az más kérdés, hogy nem igazán értem ezt a vulkán dolgot. Azok a gázok kicsivel följebb már megmintázhatók, vagy a SiC áramkörnél még sokkal hõállóbb fémcsõvel mélyebbrõl is mintázható. Hõmérõ is van, ami 1000 fok fölött is mûködik (termoelem, ellenálláshõmérõ) tehát ez sem indokolja magának az elektronikának a lesüllyesztését a vulkánba.
Mivel a többségünk -- magammal az élen -- szinte semmit sem tud a vulkáni mûködés részleteirõl, a kutatók megindokolhatták volna, hogy miért kell elektronikát lesüllyeszteni egy vulkáni kürtõbe.

Egypár apró tévedés akad a cikkben, de a lényeg nagyon tetszik.

Egy félvezetõ mûkõdési hõmérséklet határainak nem sok köze van az olvadásponthoz. (sokkal inkább a tiltott sáv szélességéhez) A szilicium például 1400 Cfok fölött olvad, de a belõle készült félvezetõk kb. 200 fok határréteg hõmérsékletet bírnak ki gazdaságosan elfogdaható ideig.

Magas hõmérsékleten megnõ a kristályrácsban a diffúzió, ami a kristály átrendezõdéséhez, a p-n átmenetek tönkremeneteléhez vezet, a hõmérséklettõl is függõ idõ alatt. Továbbá, a kisebbségi töltéshozrdozók okozta visszáram is jelentõsen (exponenciálisan az abszolút hõmérséklettel) megnõ, továbbá a félvezetõ egyéb tulajdonságai is megváltoznak. Az áramkörök TÖBBI ELEME (ellenûállások, kondenzátorok) szintén megváltoznak a magasabb hõmérsékleten, emiatt a beállított munkapontok elmásznak, ami egy bonyolultabb áramkör mûködését megakasztja.

Korábban a GaAs félvezetõrõl olvastam valahol, hogy kb. 500 C fokig használható, de valahogy mintha nem terjedtek volna el a belõle készült áramkörök.

Az áramkör összes alkatrészének a beállítása a 600 fok körüli hõmérsékleten mûködésre valószínûleg azt fogja jelenteni, hogy a készülék szobahõmérsékleten nem fog mûködni. Ezzel számolni kell.

Mindenesetre érdekes lesz. Én is kíváncsi vagyok, hogy mikor indul el az elsõ Vénusz szonda, amelyik huzamos ideig képes adatokat küldeni a pokolból.

Egy vulkanikus kornyezetben energiaforrasnak tokeletes a kornyezeti ho, csak a masik oldalon a hutesrol kell gondoskodni. Az aramkori lap lehet barmilyen tuzallo anyagbol, a forrasztasok helyett pedig pontheggeszteni erdemes az alkatreszeket. (anno az apollonal is ezt tettek) Egyebkent a muszer maga nem lenne belul hoallo, csak a szigetelesen kilogo erzekeloknek kell kibirniuk a hot. Ugy nez ki, hogy a lavaba nem akarjak belelogatni, csak fole, ahol meleg van, de azert nem annyira mint az olvadt kozetben.

Ahol ekkora a homerseklet, ott nem hinnem hogy problema lenne valahogy energiat eloallitani.
Nátrium-kén (NaS)akkuk 300-400 fokon erzik jol magukat, eltudom kepzelni, hogy nemi modositassal mukodnenek akar 600 fokon is. Vagy van valami hasonlo mukodesu akku, ami eleve magasabb homersekleten uzemel.

Na hát akkor nemsokára indulhat egy felfedezõút Agarthába<#nyes>

További bejegyzések a fórumban...