Исследователи из Токийского научного института разработали Wi-Fi-приемник, способный работать в условиях сверхвысоких доз радиации – до 500 килогрей. Эта разработка призвана решить проблему кабелей на объектах ядерной дезактивации, таких как АЭС «Фукусима-1».
На сегодняшний день роботы, работающие на дезактивации ядерных объектов, подключены тяжелыми LAN-кабелями. Эти тросы часто цепляются за обломки топливных элементов, рвутся в ограниченных пространствах и ограничивают количество одновременно работающих роботов.
Фото: Interesting Engineering
«Внедрение такой беспроводной системы устраняет необходимость в сложной кабельной разводке и позволяет эффективно и беспрепятственно управлять большим количеством роботов», – заявил доцент Атсуши Ширане.
Команда ученых обнаружила, что радиация разрушает чипы, захватывая электрические заряды в изолирующих слоях транзисторов. Это вызывает утечки тока, которые заглушают сигналы в море статики.
Для повышения радиационной стойкости исследователи перепроектировали Wi-Fi-приемник, уменьшив количество транзисторов и тем самым минимизировав площадь поверхности, уязвимую для утечек электричества и накопления заряда.
Основные изменения включали замену радиационно-чувствительных активных транзисторов в усилителях с переменным коэффициентом усиления и радиочастотных усилителях на индукторы – пассивные компоненты, которые остаются стабильными при интенсивном гамма-облучении.
Также были минимизированы «краевые» пути утечки, вызванные радиацией, за счет увеличения длины и ширины компонентов при уменьшении количества параллельных сегментов.
В тестах производительности чип продемонстрировал устойчивость после массивной дозы радиации в 500 кГр и сохранил высококачественный сигнал с потерей усиления всего 1,4 дБ. Уровни шума и энергопотребление остались стабильными.
Коммуникационные возможности чипа соответствуют стандартным коммерческим Wi-Fi-приемникам, что подтверждает его готовность к реальным ядерным и космическим применениям.
Из 423 действующих ядерных энергетических реакторов примерно половина, по данным МАГАТЭ, начнет выводиться из эксплуатации к 2050 году.
«Реализация Wi-Fi-чипов, стабильно работающих даже в условиях сверхвысоких доз радиации, будет способствовать беспроводному дистанционному управлению с помощью роботов и дронов, что позволит снизить риск облучения рабочих и повысить сложность работ», – отметил Ширане.
Интересно, что способность чипа выдерживать уровни радиации, значительно превышающие стандартные для космической электроники, делает его идеальной основой для будущих исследований дальнего космоса.
Источник: Interesting Engineering
Оцените новость 0 0 0 0 0 0 0
- Wifiчип
- Радиационнаястойкость
- Роботыаэс
- Дезактивация
- Ядернаяэнергетика
- Космическаяэлектроника