Strahlungsgehärtete Motoren: Verbesserung der Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen

Die wichtigste technische Kennzahl zur Messung der Strahlungsbeständigkeit eines Motors ist die kumulative absorbierte Dosis, gemessen in Grau (Gy), und nicht die „Anzahl der Bestrahlungszyklen“ oder „Betriebsjahre“. Strahlungsschäden an den internen Isoliermaterialien und dem Schmierfett des Motors sind ein irreversibler, kumulativer Prozess. Die wichtigste Prämisse hinter der von Kunden häufig gestellten Frage „Wie oft kann es einer Bestrahlung standhalten?“ ist ein klares Verständnis der absorbierten Dosis pro Bestrahlungszyklus.


2.Wie groß ist typischerweise der „Strahlungswiderstand“ strahlungsresistenter Motoren?

Herkömmliche Motoren können bereits bei Dosen von nur wenigen Hundert Gray (Gy) ausfallen, wohingegen wirklich strahlungsbeständige Motoren je nach Anwendung unterschiedliche Strahlenbeständigkeitsstufen erfüllen müssen:

Konventionelle Anwendungen in der Nuklearindustrie: Typischerweise ist eine Beständigkeit gegen 10⁶ Gy (1 MGy) oder höher erforderlich.

Szenarien mit hoher Nachfrage (z. B. Fusionsgeräte): Es gibt Technologien, um eine Strahlungsbeständigkeit von 10⁷ Gy (10 MGy) oder sogar höher zu erreichen.

Einschränkungen von Antriebsschaltungen: Es ist wichtig zu beachten, dass der Motor selbst zwar strahlungsbeständig ist, die Strahlungsbeständigkeit herkömmlicher Antriebsschaltungen jedoch oft weniger als 10⊃3 beträgt; Gy; Daher müssen gehärtete Lösungen wie FPGAs oder Galliumnitrid (GaN)-Geräte ausgewählt werden.

3. Welche Komponente eines Elektromotors ist in einer Strahlungsumgebung am anfälligsten für Schäden?

Die empfindlichsten Teile eines Elektromotors sind in der Regel nicht die Metallkomponenten, sondern die zahlreichen organischen Materialteile. Hierzu zählen vor allem:

Isolationssystem: Bei Strahlungseinwirkung kommt es zum Bruch der Molekülketten des Isolationslacks auf Lackdraht und Isolationspapier, was zu einem starken Abfall des Isolationswiderstands führt.

Schmiersystem: Gewöhnliches Fett kann verkohlen, Koksablagerungen bilden oder sich in einem Strahlungsfeld verflüchtigen, was zum Festfressen von Lagern aufgrund trockener Reibung führen kann.

Dichtungen und Kabel: Dichtungsringe und die Isolationsschichten von Anschlussdrähten neigen unter Strahlung zur Verhärtung und Rissbildung.