Ich finde es interessant Berichte zu lesen oder Videos zu sehen, in denen ein Roboter z.B. in die Ruinen von Fukushima geschickt wird. https://youtu.be/6xB9pTU3_BI In einem Bericht dazu hab ich mal gelesen das der Roboter irgendwann in den Ruinen "gestorben" ist, aufgrund der hohen strahlung. Was genau macht jetzt aber die Strahlung mit dem Roboter/der Elektronik? Weshalb stellt das ganze seine Funktion bei zu hoher Strahlung ein?
Bei entsprechender Strahlung kann es zunächst einmal zu "Soft Errors" kommen. D.h, die Strahlung trifft eine Speicherzelle im Mikrocontroller und schreibt sie um. Das passiert häufigier bei hochkomprimierter (= "neuerer") Technologie, weil dort die Wahrscheinlichkeit einfach größer ist, eine Zelle zu treffen und weil auch die gespeicherte Energie idR. kleiner ist. Es können auch entsprechend geladene Teilchen von einer Leiterbahn eingefangen werden, die dann kurzzeitig eine undefinierte Spannung anzeigen kann. Diese Fehler entstehen dann während der Laufzeit und sorgen dafür, dass der Mikrocontroller falsche Werte liest, unsinnige Programmteile anspringt oder sonst einen Unfug anstellt. Nach einem Reset (und ohne neue Soft Errors) würde der Rechner problemlos weiterlaufen. Wird die Strahlung noch stärker, kann es auch zu dauerhaften Fehlern kommen, zB wenn energiereiche Teilchen schlicht "Löcher" in die Chipfläche reißen oder eine andere Dotierung erzeugen. Aber dafür muss schon viel passieren. Dafür gibt es dann auch Chips mit Metallgehäuse, die sind resistenter gegen solche Strahlung. Aber im Prinzip wird ein Roboter von Strahlung ganz ähnlich mitgenommen wie ein Mensch und irgendwann hilft auch da nur noch ein Bleipanzer.
K. B. schrieb: > anspringt oder sonst einen Unfug anstellt. Nach einem Reset (und ohne > neue Soft Errors) würde der Rechner problemlos weiterlaufen. > Nicht unbedingt, es gibt sog. parasitäre Speicherzellen die produktionsbedingt entstehen. Werden die umgeschaltet dann hilft auch kein Reset denn diese werden nicht rückgesetzt. Meisst hilft ein paar Tage warten bis diese Speicher übern "Leckstrom" wieder leer sind. Kurt (das passiert auch manchmal bei "Sonnenwind")
Flash-Speicher dürfte naturgemäss recht empfindlich sein, weil er persistent macht, was sonst nur auf temporäre Fehler raus läuft. Da hilft dann auch kein Reset. Nur Fehlerkorrektur. Kleine Strukturgrössen und MLC werden sicherlich auch nicht erste Wahl sein.
Neben temporären Fehlern, die durch Reboot behoben sind, Inhaltsveränderung persistenten Speichers und mechanische Zerstörung von Strukturen gibts beispielsweise auch noch eigentlich transiente Fehler, die aber zu sekundärer elektrischer Zerstörung führen können. So kann ein strahlungsinduzierter Latchup einen Kurzschluss verursachen, der zur Überhitzung führt.
Bei starker Strahlung kommt es sehr schnell zu physikalischen Schäden, das sieht man gut an Kameras, die in solchen Bereichen eingesetzt werden. Da fallen dann sehr schnell Pixel aus. Flash/EPROM-Speicher dürfte extrem empfindlich sein, da die Strahlung die floating gates entläd und dadurch die gespeicherte Information zerstört.
Die Wirkung der Strahlung sieht man im Video sehr schön an dem gekrissel im Bild, die Strahlung ist so stark, dass der Bildsensor "Belichtet" wird. Nebenbeibemerkt, die Anzeige geht unten rechts hoch bis 25Sv/h da möchte man keine Sekunde sein.
Vielen lieben Dank für Eure Antworten. So krass hätte ich es mir nicht vorgestellt. :o Euch noch einen schönen, strahlungsfreien Ostersonntag :)
Hier ist noch ein aktuelles Beispiel: https://www.youtube.com/watch?v=TGtMRiHwU1A Der Xenonblitz bringt die Elektronik des Spannungswandlers U16 durcheinander und der Pi geht aus.
K. L. schrieb: > Der Xenonblitz bringt die Elektronik des Spannungswandlers U16 > durcheinander und der Pi geht aus. Das hat aber nichts mit isonisierender Strahlung zu tun.
Uhu U. schrieb: > Das hat aber nichts mit isonisierender Strahlung zu tun. Ich weiß. Aber es ist im Grunde das gleiche Thema: Strahlung zerlegt Elektronik.
Uhu U. schrieb: > K. L. schrieb: >> Der Xenonblitz bringt die Elektronik des Spannungswandlers U16 >> durcheinander und der Pi geht aus. > > Das hat aber nichts mit isonisierender Strahlung zu tun. Da gibts durchaus starke parallelen. Beispielsweise werden Fehler durch Strahlung auch teils mit Laserbeschuss "simuliert". A. K. schrieb: > Flash-Speicher dürfte naturgemäss recht empfindlich sein, weil er > persistent macht, was sonst nur auf temporäre Fehler raus läuft. Da > hilft dann auch kein Reset. Nur Fehlerkorrektur. Kleine Strukturgrössen > und MLC werden sicherlich auch nicht erste Wahl sein. Jein. Die aktuellen(!) Flashzellen sind verhältnismäßig klein und werden dadurch nur selten getroffen. Ich weiß von Satelliten, die seit einigen Jahren fliegen, Flashspeicher an Board haben, aber bisher keine Bitfehler zu vermelden haben. Gegenmaßnahmen sind noch: - Redundante Images: Du hast nen kleinen Bootloader (nicht unbedingt im Flash), der aus mehreren Images ein intaktes heraussucht - Memory Scrubbing: Du gehst alle paar Minuten / Sekunden über den kompletten Speicher und prüfst die Fehlerkorrekturcodes. Defekte Daten - sofern der Fehlerkorrekturcode noch die Reparatur schafft - werden neu geschrieben. Ansonsten wechsel aufs Redundante Image bzw./und Neustart - Das Image vorsichtshalber einfach alle paar Tage/Stunden neu schreiben, dadurch werden die Flashzellen wieder vollständig geladen. - Es gibt auch Speichertechnologien, die beliebig oft beschreibbar sind, aber trotzdem auch ohne Spannungsversorgung ihre Daten halten. Exemplarisch sei mal MRAM genannt. Natürlich noch nicht im GB Bereich, aber einige MB (genug für kleinere Systeme oder auch nen Bootloader!) lassen sich damit problemlos einsetzen. MRAM-Zellen sind nicht relevant empfindlich für Strahlung. Zusätzlich kannst du natürlich noch die Speicher speziell schirmen. Wird auch gemacht, ist aber vergleichsweise schwer und groß (=teuer). Das waren jetzt nur mal die Speicher. In Kürze! Dann gibts es natürlich noch weitere Bauelemente oder auch Optik. Aber das würde hier zu weit führen. Wenn du mehr Infos brauchst, dann such nach diesen Begriffen in Verbindung mit der Raumfahrt, da gibt es schon sehr viele Erfahrungswerte bzw. Versuche.
Johannes O. schrieb: > Jein. Die aktuellen(!) Flashzellen sind verhältnismäßig klein und werden > dadurch nur selten getroffen. Genau ein bestimmtes Schaf hinter den Ohren zu treffen ist schwieriger, als mit einem Maschinengewehr auf die ganze Herde zu halten und zu hoffen, dass eines mit passendem Treffer dabei ist. ;-) > Ich weiß von Satelliten, die seit einigen Jahren fliegen Bei den oben gezeigten 25 Sv/h? Selbst im Van-Allen-Gürtel sind es Wikipedia zufolge normalerweise nur um die 1 mSv/d.
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