Як відомо, радіація не церемониться ані з чим, особливо з чипами. Команда з Інституту науки Токіо представила свою розробку – спеціальний бездротовий приймач, який, за їхніми словами, може витримати тривале перебування в умовах потужного радіаційного опромінення, принаймні, протягом шести місяців.
Ідея, звісно, не нова, адже навіщо тягнути кабелі до роботів, що мають прибирати радіоактивні уламки після чергової техногенної катастрофи? Особливо, якщо згадати про плутанину з кабелями під час ліквідації наслідків аварії на Фукусімі, де роботи були змушені пересуватися, штовхаючи за собою довгі кабелі для зв’язку. Це, як мінімум, незручно і вкрай ускладнює й без того небезпечні операції.
Проте, не все так просто, як здається на перший погляд. Взяти звичайний побутовий Wi-Fi чип, запакувати його в свинцеву оболонку і сподіватися на диво – це далеко не вихід. Адже, хоча захисне екранування і зупинить радіаційні випромінювання, воно ж одночасно заблокує і радіосигнали. І навіть якщо ви подумаєте про антену, підключену через кабель, це теж не завжди можливо, адже сама антена стане вразливою до радіації. Саме тому японські дослідники взялися за розробку особливого, “загартованого” Wi-Fi чипа-приймача, здатного протистояти суворим умовам ядерних реакторів.
Аби зрозуміти, наскільки стійким має бути цей чип, варто згадати, що робот, який працює в умовах ядерного реактора, може зазнати опромінення до 500 000 грей (Гр) за шість місяців. Для порівняння, електроніка, що використовується в космічних апаратах, повинна витримувати лише 100-300 Гр протягом трьох років. Досягти такої витривалості дослідникам вдалося завдяки зменшенню кількості транзисторів у чипі, оскільки оксидний шар всередині цих напівпровідників надзвичайно чутливий до гамма-випромінювання. Натомість, вони використали елементи, які не мають оксидного шару, наприклад, індуктори.
Щодо критично важливих транзисторів, які не вдалося замінити іншими технологіями, команда розширила та подовжила їхні затвори, щоб зменшити деградацію, спричинену радіацією. Також було використано N-типу метало-оксидних напівпровідників (NMOS), які менш схильні до радіаційних пошкоджень.
За результатами проведених тестів, опромінення розробленого чипа загальною дозою 800 кГр призвело лише до 1.5-децибелового зниження коефіцієнта підсилення приймача. Це означає, що пристрій потенційно може працювати тривалий час у ворожому радіаційному середовищі без суттєвої втрати продуктивності. Наразі команда працює над створенням Wi-Fi передавача, який також зможе витримувати значні дози радіації, що є значно складнішим завданням через високий рівень електричного струму, необхідного для випромінювання сигналу.
