【美國能源部核能辦公室網(wǎng)站2024年6月25日?qǐng)?bào)道】 美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）研究發(fā)現(xiàn)，氮化鎵半導(dǎo)體能夠承受核反應(yīng)堆堆芯附近的高溫高輻射。這一發(fā)現(xiàn)為研發(fā)反應(yīng)堆尤其是微堆傳感器數(shù)據(jù)先進(jìn)無線傳輸電路開辟了新途徑。

傳統(tǒng)上，為保護(hù)電子器件，傳感器電路通常被置于遠(yuǎn)離堆芯的位置，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸距離增加，影響信號(hào)質(zhì)量。為解決這一問題，橡樹嶺研究團(tuán)隊(duì)探索了使用氮化鎵替代傳統(tǒng)硅基晶體管的可能性。

俄亥俄州立大學(xué)研究堆進(jìn)行的嚴(yán)苛測試證明，氮化鎵晶體管具有驚人的耐高溫耐輻射能力。在為期三天的測試中，氮化鎵晶體管在125℃持續(xù)高溫下，承受了比標(biāo)準(zhǔn)硅器件高100倍的累積輻射劑量，遠(yuǎn)超預(yù)期。這項(xiàng)成果將顯著提升核反應(yīng)堆內(nèi)部構(gòu)件測量的可靠性和精確度。

研究表明，氮化鎵晶體管有望在反應(yīng)堆中持續(xù)工作至少五年，因此不會(huì)對(duì)核電廠的持續(xù)運(yùn)行造成影響。這對(duì)于正在研發(fā)的先進(jìn)微堆尤為重要：由于其設(shè)計(jì)緊湊，需要能承受更嚴(yán)酷輻射環(huán)境的傳感器電路。

氮化鎵已在移動(dòng)通信領(lǐng)域得到應(yīng)用，研究人員期望未來能在此基礎(chǔ)上利用氮化鎵電路實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的無線傳輸。同時(shí)，俄亥俄州立大學(xué)正在開發(fā)計(jì)算機(jī)模型，以預(yù)測不同電路設(shè)計(jì)在各種溫度和輻射條件下的性能。這項(xiàng)研究得到了美國能源部核能辦公室資金支持。