Учёные из Токийского института науки (Institute of Science Tokyo) разработали Wi-Fi-приёмник, способный работать в условиях экстремальной радиации внутри ядерных реакторов. Устройство выдержало дозу облучения 500 килогрей — это примерно в 1000 раз больше, чем выдерживает обычная электроника, и значительно выше уровня, на который рассчитана даже космическая техника.
При демонтаже старых атомных электростанций, таких как Фукусима-1, роботам приходится работать в условиях, где кабели быстро запутываются, а обычная электроника быстро выходит из строя под воздействием гамма-излучения. Новый приёмник позволит создать полностью беспроводную систему управления роботами, повысив безопасность и эффективность работ по дезактивации.
По словам руководителя проекта Ясуто Нарукиё (Yasuto Narukiyo), робот внутри реактора за шесть месяцев может получить дозу более 500 кГр. Для сравнения: космическая электроника обычно рассчитана на 100–300 Гр за три года.
Как удалось добиться такой стойкости
Команда радикально изменила архитектуру приёмника:
- значительно сократила количество транзисторов;
- изменила геометрию транзисторов;
- заменила уязвимые PMOS-транзисторы на более устойчивые NMOS и индукторы.
Особенно важно было минимизировать использование PMOS, так как под действием радиации в них накапливается положительный заряд, приводящий к сбоям. Новый дизайн позволил сохранить работоспособность даже после экстремального облучения: усиление сигнала снизилось всего на 1,5 дБ, а приёмник продолжал стабильно функционировать.
Сейчас команда работает над созданием передатчика для двусторонней связи — это более сложная задача, поскольку передатчик должен генерировать большие токи. Ранее прототип передатчика вышел из строя при 300 кГр. Учёные рассматривают использование новых материалов, в том числе алмаза, чтобы сделать передатчик таким же радиационно-стойким, как и приёмник.
