Pruebas más rápidas para analizar efectos de rayos cósmicos sobre microchips

Martyn Bull

m.j.bull@rl.ac.uk

Science and Technology Facilities Council. Un equipo de físicos británicos está estudiando el problema de la radiación cósmica y su efecto dañino en circuitos integrados sensibles en la industria de la aviación, con el propósito de desarrollar equipos electrónicos más robustos. Las pruebas aceleradas de componentes microelectrónicos en las instalaciones de la fuente de neutrones ISIS en el Reino Unido reproducen el efecto de miles de horas de tiempo de vuelo en sólo unos minutos.

Cuando los rayos cósmicos (que consisten en partículas energéticas originadas en el espacio exterior), o el flujo de partículas cargadas de rápido movimiento en el viento solar de nuestra estrella, chocan con la atmósfera de la Tierra, producen una cascada de partículas más ligeras. Los neutrones de alta energía de estas cascadas chocan con los microchips y perturban o dañan los dispositivos microelectrónicos.

Estas colisiones pueden afectar a la circuitería ubicada en la superficie de la Tierra, pero el problema es 300 veces mayor a grandes altitudes. Esto lo hace un tema de preocupación particularmente importante para la industria aeroespacial.

La circuitería electrónica más pequeña es más vulnerable

Un microchip en un avión puede ser golpeado por un neutrón cósmico cada pocos segundos. Cuando un neutrón golpea el silicio, se desencadena una reacción que produce una carga eléctrica capaz de interferir con el funcionamiento normal del equipo electrónico. El problema puede llevar a la pérdida temporal de memoria RAM o incluso a que el equipo sufra una avería permanente.

Aunque este riesgo ha sido reconocido como tal desde el 2001, el problema se está agravando por la tendencia actual a incrementar la densidad de la RAM en los ordenadores. La circuitería electrónica más pequeña es más vulnerable al impacto de los neutrones.

Una de las formas de manejar el problema es comprobar la calidad y la susceptibilidad de los componentes bajo condiciones ambientales aceleradas. La fuente ISIS de neutrones, una instalación de relevancia mundial para la investigación en ciencias físicas y naturales, puede replicar la experiencia de miles de horas de vuelo en un período muy corto. Exponiendo los componentes a los haces de neutrones producidos en la ISIS, la industria puede obtener lecciones útiles sobre la mejor manera de seguir adelante.