新鋁合金將航天器屏蔽輻射能力提高百倍

鋅合金的電子顯微鏡圖像。圖片來源：英國《新科學家》雜誌網站

科技日報記者 劉霞

奧地利科學家研製出一種新型鋁合金，抗輻射能力是廣泛用於航天器的6061鋁合金的100倍，而且實驗表明，其在遭受高劑量輻射後仍能保持柔韌性及強度，因此有助改善航天器屏蔽輻射的能力，也可用於製造供人們在月球或火星上居住的房屋等。相關研究近日已提交預印本網站（arxiv.org）。

太空探索領域經常使用鋁合金，因為它們既輕質又堅固。但當它們長時間暴露於來自太陽或銀河系射線的強輻射下時，分子結構會發生變化，變得更脆弱。

2019年，萊奧本大學斯特凡·博尕特斯切及其同事通過將鋁和鎂合金與鋅、銅混合，並在極高壓力下將其壓碎，創造出一種新合金。新結構原子緊密堆積，擁有非同尋常的特性，暴露於高濃度輻射後仍能保持其結構和硬度，但也變得脆而易碎，無法用於太空領域。

博尕特斯切團隊此次通過將這種合金加熱到200℃以上，使組成合金的晶粒尺寸變為納米級而非微米級，這種性質的改變有助於它在遭受輻照後保持柔韌性和強度。博尕特斯切説：“這意味着材料不會脆化，而且在極高的輻照極限下仍能保持穩定。”

研究人員用電子顯微鏡檢查了不同劑量的高能重離子轟擊新合金獲得的效果，發現這種合金的抗輻射能力是廣泛用於航天器的6061鋁合金的100倍。

博尕特斯切説，新鋁合金非常適合於製造長期遭受輻照的航天器，可延長空間望遠鏡以及其他深空探測器的壽命，還可用於封裝航天器上的微型核反應堆，或製造可供人們在月球或火星上使用的房屋等。雖然他們沒有測試這種材料幫助宇航員屏蔽輻射的能力，但結構特徵表明，它可能比目前使用的材料要好。