الحرارة والضغط والإشعاع: الإيريديوم في بيئات الفضاء القصوى

الوصف

تغطي هذه المقالة استخدام الإيريديوم في بيئات الفضاء الجوي. ويسلط الضوء على قوة المعدن في درجات الحرارة والضغوط العالية مع مقاومة الإشعاع القاسي.

خصائص الإيريديوم

الإيريديوم معدن نادر يتمتع بمرونة فائقة. لديه درجة انصهار عالية جداً تبلغ 2446 درجة مئوية. يحافظ المعدن على بنيته تحت الحرارة الشديدة. تصل كثافته إلى 22.56 جرام لكل سنتيمتر مكعب. وهذه الخاصية تجعله موثوقاً عند مواجهة الضغط الشديد، مثل تلك الموجودة في أعماق المحركات. يظل الإيريديوم مستقراً حتى عند تعرضه لمستويات عالية من الإشعاع.

اقرأ المزيد: الإيريديوم: خصائص العنصر واستخداماته

استخدامات الإيريديوم في الفضاء الجوي

1. النجاة من الحرارة الشديدة

يتميز الإيريديوم بدرجة انصهار تبلغ 2,446 درجة مئوية (4,435 درجة فهرنهايت)، وهي واحدة من أعلى درجات الانصهار بين جميع العناصر. وعلى عكس المعادن الأخرى التي تلين أو تتحلل تحت درجات الحرارة العالية، يحافظ الإيريديوم على سلامته الهيكلية حتى أثناء التعرض للحرارة لفترات طويلة.

الإيريديوم مثالي للاستخدامات الفضائية عالية الحرارة. فهو يُستخدم في غرف الدفع الصاروخي وبطانات المشعل، وغالباً ما يكون مطلياً فوق الرينيوم. وفي الأنظمة التي تفوق سرعة الصوت، يحمي الإيريديوم الحواف الأمامية ومداخل المحرك من درجات الحرارة التي تزيد عن 2000 درجة مئوية. ويضمن مقاومته للتآكل والأكسدة عمرًا طويلًا في البيئات الغنية بالأكسجين وعالية الضغط.

2. تحمل الضغط الشديد

سواء كان ذلك في أعماق الغلاف الجوي للأرض أثناء إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي للأرض أو داخل غرفة احتراق الصاروخ، يمكن أن تكون مستويات الضغط في أنظمة الفضاء الجوي قاسية. إن كثافة الإيريديوم العالية وقوته الميكانيكية تمكنه من تحمل هذه القوى دون تشقق أو تشوه.

ويُستخدم الإيريديوم ككسوة في المولدات الكهربائية الحرارية للنظائر المشعة (RTGs)، حيث يحمي وقود البلوتونيوم من الصدمات والحرارة. كما يُستخدم أيضًا في أجهزة دفع الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية، حيث يتحمل الضغط السريع والمتكرر والتغير في درجات الحرارة.

3. مقاومة للإشعاع الكوني

خارج الغلاف المغناطيسي الواقي للأرض، تتعرض المركبات الفضائية للقصف المستمر بالإشعاع المؤين من الشمس والفضاء السحيق. تتحلل العديد من المواد تحت التعرض الطويل، فتصبح هشة أو غير مستقرة كهربائياً. ومع ذلك، فإن الإيريديوم مقاوم للغاية للضرر الإشعاعي، ويحافظ على الاستقرار الهيكلي والكيميائي على مدى البعثات الطويلة.

والإيريديوم مناسب تماماً لأنظمة الاحتواء في المركبات الفضائية التي تعمل بالطاقة النووية، والأجهزة المحمية من الإشعاع، ومكونات الأقمار الصناعية طويلة العمر في المدارات عالية الإشعاع. ومقاومته للقصف النيوتروني وأشعة غاما لا مثيل لها بين المعادن النبيلة.

الخاتمة

الإيريديوم معدن عالي الأداء مناسب للظروف القاسية في الكون. ويمكنه مقاومة الحرارة الشديدة والضغط والإشعاع الشديدين. ولا يزال هذا المعدن خياراً موثوقاً للتطبيقات الفضائية الحالية والمستقبلية. لمزيد من المعلومات، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).

الأسئلة المتداولة

و: كيف يتحمل الإيريديوم الحرارة الشديدة؟
س: تبلغ درجة انصهار الإيريديوم 2446 درجة مئوية، ما يتيح له الحفاظ على بنيته حتى في ظل درجات حرارة عالية جداً.

س: ما هو الدور الذي يؤديه الإيريديوم في الحماية من الإشعاع؟
س: تساعد طلاءات الإيريديوم على عكس أو امتصاص الجسيمات الضارة، مما يحمي المكونات الحساسة في الفضاء.

س: هل يمكن للإيريديوم أن يتحمل الضغط العالي في بيئات الفضاء الجوي؟
س: نعم، الإيريديوم كثيف للغاية ويحافظ على قوته تحت الضغوط الشديدة الموجودة في تطبيقات الفضاء الجوي.