В Японии создали адаптер Wi-Fi, способный работать внутри ядерного реактора

Исследователи из Токийского технологического института (Institute of Science Tokyo) представили защищенный беспроводной приемник, способный выдерживать длительное воздействие радиации. Разработка была показана на конференции IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) в Сан-Франциско и предназначена прежде всего для роботов, которые должны работать в зонах вывода из эксплуатации ядерных реакторов.

Главная задача нового чипа — дать роботам больше свободы при работе в зараженных зонах. Сейчас в таких условиях техника часто вынуждена использовать проводную связь, поскольку обычные кремниевые радиочипы плохо переносят воздействие радиации. Это особенно ярко проявилось во время ликвидации последствий аварии на Фукусиме, где роботы управлялись через LAN-кабели, что усложняло работу из-за запутывающихся проводов.

Создать защищенный Wi-Fi-приемник оказалось непросто. Нельзя просто закрыть обычный модуль свинцовым экраном, потому что экранирование защитит не только от радиации, но и от радиосигнала. Поэтому ученые пошли по другому пути — переработали архитектуру самого приемника, чтобы он мог работать прямо в экстремально радиоактивной среде.

По оценке исследователей, робот внутри реакторной зоны может за шесть месяцев получить дозу около 500 000 грей (такая доза в сотни тысяч раз превышает смертельную для человека.). Для сравнения: электроника в космических аппаратах обычно проектируется с учетом устойчивости всего к 100–300 грей за три года.

Чтобы добиться такой стойкости, инженеры сократили количество транзисторов в чипе, заменив часть элементов на компоненты без оксидного слоя. А там, где транзисторы необходимы, они увеличили размеры затворов и использовали NMOS-транзисторы, которые лучше переносят радиационное воздействие.

Во время испытаний новый приемник подвергли суммарной дозе 800 кГр (мгновенно смертельная доза для человека), и это привело лишь к снижению усиления сигнала примерно на 1,5 дБ. Такой результат показывает, что адаптер Wi-Fi потенциально может долго работать в крайне тяжелой радиационной обстановке без существенной потери эффективности.

Сейчас команда работает и над созданием радиационно-стойкого Wi-Fi-передатчика, однако эта задача сложнее, поскольку передача сигнала требует значительно более высоких затрат энергии, чем прием.