Коллектив ученых Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с коллегами из Сахалинского государственного университета (СахГУ), Томского политехнического университета (ТПУ) и Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева КНЦ РАН предложил новый высокоэффективный композитный материал для защиты космонавтов и оборудования от космической радиации.
Освоение дальнего космоса сталкивается с серьезными технологическими препятствиями. Одним из ключевых вызовов остается защита экипажа от космического излучения и «солнечного ветра» (потоков высокоэнергетических частиц), опасных для здоровья человека и работы электроники. Космическое излучение представляет собой сложный комплекс частиц высокой энергии, включающий протоны, ядра гелия, тяжелые заряженные частицы, а также фотонное излучение (нейтрино и гамма-кванты). Эти частицы способны ионизировать материалы космического корабля, вызывая вторичное излучение внутри его корпуса.
Для решения этой проблемы ученые предложили использовать керамо-металлический композит — материал, сочетающий свойства керамики и металла. Он создан на основе системы LaB6-Al-Mg (гексаборид лантана с алюминием и магнием) методом электроимпульсного плазменного спекания.
Главное преимущество нового материала — высокая эффективность при относительно низкой стоимости производства. При увеличении доли металлической фазы (алюминий-магний) до 90% композит приобретает однородную структуру с равномерным распределением частиц гексаборида лантана. Такой материал, представляющий собой двухфазную систему без побочных химических продуктов, отличается высокой плотностью и стабильностью.
Также материал способен эффективно поглощать излучение. При содержании гексаборида лантана (LaB6) 50% для эффективной защиты достаточно слоя материала толщиной всего 2,02 мм. Такая тонкая прослойка надежно оберегает космические конструкции от опасного излучения.
Ученые отмечают, что важным преимуществом нового материала является его хорошая обрабатываемость инструментальными методами, что позволяет изготавливать из него сложные детали космических конструкций.