2026-04-04 12:02:17
核反应堆环境对电子设备的要求极为严苛，该设备可承受50万戈瑞辐射剂量，是航天电子设备耐受力的1000倍以上，主要为核反应堆退役机器人提供可靠的无线通信方案。戈瑞（Gray）是指国际单位制中电离辐射吸收剂量的标准单位，用于衡量单位质量物质吸收辐射能量的大小，1戈瑞等于1千克物质吸收1焦耳的辐射能量。亚汇网援引博文介绍，该芯片的设计初衷主要针对福岛第一核电站事故后的清理工作，让机器人能在高污染区域长时间执行任务。在核辐射环境下，传统硅基半导体极易受到干扰，导致机器人必须依赖物理线缆进行控制，而线缆又容易缠绕，严重影响了清理效率与操作安全性。东京科学研究所团队因此决定开发可耐受核反应堆强辐射环境的Wi-Fi芯片。在研发过程中，团队遇到了诸多挑战，首先是简单的物理屏蔽无法解决这一问题，铅屏蔽虽然能阻挡放射性辐射，但也会阻断无线信号传输。由于天线本身也会受到辐射干扰，因此外接天线方案同样不可行。最终研发团队决定从芯片架构入手，打造能够直接承受核反应堆核心辐射环境的Wi-Fi接收器。以上图源：东京科学研究所研究团队从晶体管层面进行了抗辐射加固设计。他们增加硅MOSFET晶体管的栅极长度和宽度，减少使用辐射敏感的PMOS晶体管，用无氧化层的电感器替代部分元件。这些改进有效缓解了伽马射线在氧化层中捕获电荷导致的性能退化问题。测试数据显示，该接收器在辐射前性能与普通Wi-Fi接收器相当。经受500千戈瑞总辐射剂量后，设备增益仅下降约1.5分贝（decibel）。团队目前为实现双向通信，正致力于开发耐辐射发射器。早期试验版本在300千戈瑞辐射下损坏，团队正探索使用金刚石等半导体材料提升发射器耐辐射性能。广告声明：文内含有的对外跳转链接（包括不限于超链接、二维码、口令等形式），用于传递更多信息，节省甄选时间，结果仅供参考，亚汇网所有文章均包含本声明。
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