RedunSys-Projektabschluss Design und Test von redundanter Elektronik für strahlungsbelastete Einsatzgebiete

Redakteur: Reinhard Kluger

Das Abschlusshearing war am 25. März 2011, jetzt ist RedunSys abgeschlossen. Man entwickelte Verfahren und Schaltungen, die es ermöglichen, die Schädigungsschwelle vor dem Ausfall zu erkennen und einen bedarfsgerechten Austausch der betroffenen Baugruppen zu veranlassen (Service On Demand).

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Aufbau der bestrahlten Schaltungen. Bild: Actel
Aufbau der bestrahlten Schaltungen. Bild: Actel
( Archiv: Vogel Business Media )

Harte Strahlung, wie sie bei der Kernspaltung bzw. Kernfusion entsteht, schadet der Umwelt. Das zeigt aktuell die Reaktorkatastrophe in Japan. Das Thema Strahlungsfestigkeit von Elektronik hat an zusätzlicher Bedeutung gewonnen, fragt man sich doch, warum die Arbeiten Vorort in verstrahlter Umgebung nicht durch Roboter, wie sie zur Brandbekämpfung und zur Entschärfung von Sprengmitteln zum Einsatz kommen, durchgeführt werden können.

Strahlen verändern elektronische Komponenten

Strahlung wird in beherrschbarem Umfang z.B. in der Röntgentechnik, in der medizinischen Strahlentherapie und zum Aushärten von Kunststoffen eingesetzt. Dort wirkt die Strahlung jedoch nicht nur auf den durchleuchteten menschlichen Körper oder ein anderes zu untersuchendes bzw. zu bearbeiteten Objekt, sondern auch auf die elektronischen Komponenten der zugehörigen Durchleuchtungs- bzw. Bestrahlungssysteme und verändert dabei deren Eigenschaften.

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Elektronik an einem sicheren Ort positionieren

Vier Firmen aus der Industrie (eesy-id GmbH in Gräfelfing, iSyst intelligente Systeme GmbH in Nürnberg, Siemens AG Health Care in Erlangen und Kemnath sowie Zollner Elektronik AG in Zandt), die Fraunhofer-Institute IISB und IZM/EMFT sowie eine Projektgruppe und das Institut POF-AC der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg bearbeiten seit dem 1. September 2008 ein öffentlich gefördertes Verbundprojekt zu diesem Thema. Es ging z.B. darum, wo die Elektronik platziert werden kann bzw. muss, vor Ort im Bunker, zentral oder im Raum verteilt, bzw. in sicherem Abstand außerhalb des Bunkers. Es ging aber auch darum, ob die Funktion von Lichtleitern zur Signalübertragung über die gewünschte Einsatzzeit und unter der Strahlungsbelastung gewährleistet ist. Ein wichtiger Aspekt war auch die Größe von zusätzlich eingebauten Schaltungskomponenten (künstliche Redundanz) zur Erkennung und automatischen Korrektur von Einzelfehlern.

Schädigungen rechtzeitig erkennen

Es wurden Vorschläge zur Sicherstellung der Funktion der Systeme und zur Verlängerung der Wartungsintervalle erarbeitet. Dabei geht es im Wesentlichen um die Auswahl von geeigneten Komponenten, um eine fehlertolerante Systemarchitektur und um die fortlaufende Bestimmung des Alterungszustands aufgrund der Strahlenschäden mit Messungen im laufenden Betrieb. Theoretische Untersuchungen und umfangreiche praktische Messungen mit unterschiedlichen Strahlenquellen haben dazu geführt, Verfahren und Schaltungen zu entwickeln, die es ermöglichen, die Schädigungsschwelle vor dem Ausfall zu erkennen und einen bedarfsgerechten Austausch der betroffenen Baugruppen zu veranlassen (Service On Demand). So ist dies ein gutes Beispiel dafür, wie Entwicklungen zu Arbeitsplätzen führen bzw. vorhandene Arbeitsplätze sichern und unsere Umwelt sicherer machen.

Projektkoordination bei Prof. Rauch

Die erfolgreich durchgeführten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden mit rund 480 T€ durch die Europäische Union im Programm „Europäische Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)“ und den Freistaat Bayern im Förderprogramm „Leitprojekte Medizintechnik (BayMED)“ gefördert.

Projektträger ist die Innovationsberatungsstelle Nordbayern bei der LGA (Dr. Christoph Pinkwart, Dipl.-Ing. Peter Kartmann). Die Projektkoordination übernahm Prof. Dr. Hans Rauch, iSyst Intelligente Systeme GmbH.

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