Alcuni dei servizi vengono svolti all’interno della sede operativa di Perugia, mentre altri in vari laboratori esterni, italiani ed europei, con indicazioni e strumenti tecnici ideati e realizzati da BEAMIDE per acquisire i dati di verifica necessari.
I test eseguiti prevedono tecniche di irraggiamento sia attivo che passivo.
Nel primo caso il dispositivo in esame viene alimentato e reso completamente o parzialmente funzionante durante l’irraggiamento, in modo da poter osservare e registrare in tempo reale gli effetti del passaggio delle radiazioni.
L’irraggiamento passivo, invece, si effettua quando l’oggetto da indagare non è un dispositivo elettronico o comunque non necessita di essere alimentato.
A Dresda si trova una struttura avanzata dotata di due fasci distinti, utilizzabili per l’irraggiamento con elettroni di materiali e dispositivi in condizioni controllate. La struttura è stata adattata per eseguire l’irraggiamento di celle solari, ottiche e polimeri, seguendo le procedure e i requisiti ECSS/ESA (disimballaggio/imballaggio, manipolazione, irraggiamento, monitoraggio, ecc.). I primi lavori sono stati eseguiti con il supporto di due contratti ESA. Attualmente, il sito viene utilizzato anche per le irradiazioni nell’ambito del programma ARTES dell’ESA.
B. Alpat, G. Bartolini et al.
In collaborazione con i laboratori di ENEA-Frascati, abbiamo sviluppato un sistema di irraggiamento UV compatto per irradiare un set di campioni di film in poliammide nano-ibrido fino a 3000 ore solari equivalenti. Il primo lavoro è stato realizzato con il supporto dei contratti ESA.
I campioni vengono posizionati sul fondo di una camera cilindrica di irraggiamento, chiusa da una finestra di quarzo. Sopra la finestra è posizionata una lampada al mercurio Helios Quartz. Dopo il degassamento (vuoto a 10-5 mbar), la camera viene riempita con 1,1 bar di He statico, che permette una distribuzione adeguata del calore durante l’irraggiamento per mantenere la temperatura del substrato al di sotto dei 40 °C. Durante tutto il periodo di irraggiamento, l’impianto include: sistemi di raffreddamento ad aria e acqua, rilevatori di luce UV e visibile, sistema di acquisizione dati della temperatura e una webcam per il controllo remoto in tempo reale dei principali parametri sperimentali.
Per simulare gli effetti di plasma charging, abbiamo sviluppato e realizzato un metodo alternativo per testare piccoli campioni per applicazioni spaziali utilizzando elettroni da 20 keV di un Microscopio Elettronico a Scansione (SEM). Normalmente, la dimensione del punto focale di un SEM è di pochi nanometri, il che implica una densità di corrente molto alta, corrispondente a un flusso di elettroni significativamente superiore rispetto a quello richiesto dagli standard ECSS/ESA. L’equipaggiamento è stato ottimizzato per ottenere una vasta superficie di scansione del fascio elettronico, posizionando il punto di lavoro a diversi centimetri sotto il punto focale. Abbiamo misurato il flusso sulla superficie di un campione, posizionato al punto di lavoro, usando un film gafchromico e analizzato in un’immagine 3D che mostra il profilo del fascio ottenuto con parametri, come richiesto dallo standard di test. Questa tecnica può essere impiegata nella maggior parte dei SEM con energie del fascio fino a qualche decina di keV.
Oltre ai siti sopra elencati, BEAMIDE ha anche accesso ad altri siti di irraggiamento che possono essere messi a disposizione dei clienti.
Strutture con fasci di ioni pesanti, utili per studi SEE e DD, che mettono a disposizione fasci di ioni leggeri e pesanti, con possibilità di testare valori di LET superficiali a partire da pochi MeV fino a 60 MeV/mg/cm2. Il flusso degli ioni, il range di silicio e l’uniformità del fascio sono in conformità con gli standard ECSS/ESA.
In questi siti possiamo eseguire irraggiamenti con protoni da 0,03 MeV a 50 MeV, con flussi di particelle che vanno da una singola particella fino a circa 10¹³ particelle/(cm²·s). I parametri e le prestazioni del fascio sono conformi agli standard ECSS/ESA.
BEAMIDE ha accesso a numerosi siti di irraggiamento con gamma Co60. I valori di dose-rate disponibili vanno dai valori di ELDRS (0,5 a 10 mrad(Si)/s) fino ai valori di dose industriale di anche 10 kGy/h e ai valori dose totale (TID) di 15 MGy. È possibile irradiare sia un singolo componente IC che un bancale di circa 500 kg.
Il set-up permette l’irraggiamento con l’ossigeno atomico.
Il flusso è calibrato con classificazione ASTM: E 2089-15 (2020). I campioni vengono pesati con sensibilità nell’ordine del μg dopo un processo di asciugatura per eventuale umidità e prima dell’irraggiamento con l’ossigeno atomico. Il campione è tenuto ad una distanza di circa 20 cm e l’irraggiamento è supportato da oscillazioni di temperatura tra i -100 ℃ e i +150 ℃.
Il Frascati Neutron Generator (FNG) presso i laboratori di ENEA Frascati può fornire flussi di neutroni veloci misurati con precisione fino a 5∙10⁹ n/(cm²·s). Produce fino a 1011 n/s di neutroni a 14 MeV in modalità continua o pulsata (durata minima impulso 6 μs). FNG può anche produrre neutroni di 2,5 MeV utilizzando bersagli deuterati tramite la reazione di fusione D(d,n)3He, con un flusso massimo di neutroni di 5∙10⁷ n/(cm²·s) in modalità continua o pulsata.
Ecco alcune delle domande che più spesso ci vengono poste: se non trovi la risposta che stavi cercando non esitare a contattarci direttamente: saremo pronti a darti le informazioni e il supporto di cui hai bisogno.
BEAMIDE fornisce servizi di test termici e di termovuoto.
La configurazione TVAC può funzionare nell’intervallo -70/+180 °C e fino a una pressione di 10-7 mbar. L’azienda offre anche test di umidità, negli intervalli tra +10 e +95 °C e tra 10% e 98% di umidità relativa, oltre ad altri test termici fino a -200/+200 °C.
Di seguito riportiamo l’elenco combinato delle norme ESA correlate ai test di irradiazione, irraggiamento, termovuoto e RHA: questi standard garantiscono che i materiali e i componenti utilizzati nelle missioni spaziali possano resistere alle condizioni estreme dello spazio e agli effetti delle radiazioni.
Puoi trovare ulteriori dettagli e documenti ufficiali sul sito dell’ECSS.
ECSS-Q-ST-70-04C: definisce i requisiti per il test di ciclo termico sottovuoto per materiali, processi e componenti destinati a veicoli spaziali. Questo test verifica la resistenza ai cambiamenti di temperatura sotto vuoto (ECSS).
ECSS-Q-ST-70-02C: descrive un test di vuoto termico per determinare le proprietà di degassamento dei materiali. Include parametri di progettazione, preparazione dei campioni e criteri di accettazione (ECSS).
ECSS-E-ST-10-04C: fornisce i requisiti di progettazione per apparecchiature spaziali soggette a test di irradiazione, inclusi i livelli di dose totale e i requisiti per le apparecchiature elettroniche (ECSS).
ECSS-E-ST-20-08C: copre i test di danno da spostamento per celle solari e altri componenti sensibili alle radiazioni spaziali (ECSS).
ECSS-Q-ST-60-15C: specifica i requisiti per la garanzia di durezza alle radiazioni dei prodotti spaziali, inclusi i test di qualificazione e valutazione delle prestazioni sotto esposizione a radiazioni (ESCIES).
ESCC 22900: è utilizzato per i test di radiazione sui componenti elettronici, per qualificazione e garanzia della durezza alle radiazioni (ESCIES).
