Teste mede tolerância de dispositivo eletrônico à radiação
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, segundo o professor Nilberto Heder Medina, do Departamento de Física Nuclear do IFUSP. O docente foi 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.
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.