Od LED dioda do baterija, naši životi su puni elektronike i postoji stalni pritisak da ih učinimo efikasnijim i pouzdanijim. Ali kako komponente postaju sve sofisticiranije, dobijanje pouzdanih merenja temperature određenih elemenata unutar objekta može biti izazov.
Ovo je problematično jer je merenje temperature uređaja od vitalnog značaja za praćenje njegovih performansi ili dizajniranje materijala od kojih je proizveden. Sada, u novoj studiji koju je vodio Univerzitet u Osaki, neutroni su korišćeni za brzo i precizno merenje temperature, što bi na kraju moglo dovesti do poboljšanih performansi za sve vrste elektronike.
Bilo je nekoliko načina da se proceni temperatura unutar elektronskog uređaja, ali nijedan nije bio u stanju da obezbedi brzo, direktno merenje. Ova nova metoda koristi tehniku koja se zove apsorpcija neutronske rezonance (NRA). Ispitujući neutrone koje apsorbuju atomska jezgra na određenim nivoima energije, mogu se zaključiti svojstva materijala.
Neutroni u ovoj studiji su generisani korišćenjem laserskih zraka visokog intenziteta. Neutroni se zatim usporavaju na veoma nizak energetski nivo pre nego što prođu kroz uzorak. Tehnika je testirana pomoću ploča od tantala i srebra, uspešno vraćajući detalje o materijalima i temperaturama izuzetnom brzinom.
Istraživači su mogli da odrede temperaturu uzoraka jer je vremenski signal NRA promenjen na predvidljiv način kada se promeni temperatura materijala uzorka.
„Ova tehnologija omogućava trenutno i precizno merenje temperature“, objašnjava Zechen Lan, glavni autor. „Kako naš metod nije destruktivan, može se koristiti za nadgledanje uređaja kao što su baterije i poluprovodnički uređaji.“
Kako se NRA merenje vrši sa jednim impulsom neutrona, novorazvijena tehnika može da dobije podatke o temperaturi u prozoru od 100 nanosekundi, odnosno u jednoj desetmilioniti deo sekunde. Ovaj skoro trenutni rezultat znači da se promene unutar materijala mogu meriti u skoro realnom vremenu, što omogućava detaljnu analizu.
„Korišćenje lasera za generisanje i ubrzavanje jona i neutrona nije ništa novo, ali tehnike koje smo razvili u ovoj studiji predstavljaju uzbudljiv napredak“, kaže stariji autor Akifumi Jogo. „Očekujemo da će visoka vremenska rezolucija omogućiti detaljnije ispitivanje elektronike, pomoći nam da razumemo normalne uslove rada i utvrdimo abnormalnosti.“
Kao dodatno dostignuće, merni uređaj koji je razvio istraživački tim je oko desetine veličine druge slične opreme, što znači da će laboratorijama na drugim mestima biti lako da instaliraju sopstvene verzije.
Mogućnost brzog i preciznog merenja radne temperature uređaja i materijala od kojih su napravljeni može unaprediti naše razumevanje načina na koji funkcionišu i može se dalje poboljšati u budućnosti.
