抗辐射能力超航天设备1000倍，日本研发耐核反应堆Wi-Fi接收器
IT之家 4 月 4 日消息，科技媒体 Tom's Hardware 昨日（4 月 3 日）发布博文，报道称在 IEEE 国际固态电路会议上，东京科学研究所展示可耐受核反应堆强辐射环境的 Wi-Fi 芯片。
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。
IT之家援引博文介绍，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。