IT之家 7 月 3 日消息，美國(guó)能源局橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室近日研究顯示，氮化鎵 (GaN) 半導(dǎo)體承受核反應(yīng)堆輻射的能力遠(yuǎn)超傳統(tǒng)硅材料，有望用于反應(yīng)堆監(jiān)測(cè)傳感器的電子器件。
由于環(huán)境中存在強(qiáng)烈核輻射，反應(yīng)堆監(jiān)測(cè)傳感器得到的數(shù)據(jù)目前不能直接由硅電子器件在本地處理，需要通過(guò)數(shù)碼長(zhǎng)（IT之家注：1 碼 = 0.9144 米）的電纜傳遞到輻射較低的位置。
然而，采用電纜作為中介也意味著會(huì)帶來(lái)大量噪聲信號(hào)，可能會(huì)降低所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性核精度，進(jìn)而對(duì)反應(yīng)堆運(yùn)行造成干擾。
GaN 理論上擁有較好的抗輻射性能。但科學(xué)家此前僅對(duì) GaN 是否耐受太空環(huán)境中常見(jiàn)的電離輻射進(jìn)行過(guò)測(cè)試，未檢驗(yàn)其在核反應(yīng)堆這一中子轟擊輻射強(qiáng)烈的環(huán)境中的性能。
橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在俄亥俄州立大學(xué)研究堆核心附近 125℃高溫的環(huán)境下對(duì) GaN 晶體管進(jìn)行了三天的輻照。結(jié)果顯示，其能承受的累積輻射劑量至少是標(biāo)準(zhǔn)硅器件的 100 倍。
而在進(jìn)一步的測(cè)試后，研究團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論：GaN 晶體管可在核反應(yīng)堆環(huán)境中連續(xù)使用至少 5 年 —— 五年是反應(yīng)堆正常維護(hù)周期。
研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，較大規(guī)模的 GaN 器件在核反應(yīng)堆環(huán)境中對(duì)熱的敏感程度超過(guò)核輻射。這將成為以后的研究課題，為將 GaN 實(shí)際用于核反應(yīng)堆監(jiān)測(cè)做更多準(zhǔn)備。
橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室研究人員黛安?埃澤爾 (Dianne Ezell) 指出，更好的核反應(yīng)堆監(jiān)測(cè)意味著更高的安全性和更低的運(yùn)營(yíng)成本：
反應(yīng)堆每關(guān)閉一天都會(huì)產(chǎn)生數(shù)十萬(wàn)美元的損失。如果我們要使核電在經(jīng)濟(jì)上與其他能源行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，我們就必須保持低成本。
此外，減少維護(hù)頻率還能降低人類安全風(fēng)險(xiǎn)。你可以避免讓人們處于嚴(yán)酷的輻射環(huán)境中或頻繁處理放射性物質(zhì)。
展望未來(lái)，科學(xué)家希望對(duì) GaN 電路是否支持在反應(yīng)堆中無(wú)線傳輸來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步探索。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對(duì)外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。