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

东京大学研发出抗辐射强度千倍于航天器的核反应堆专用Wi-Fi芯片

科技领域近期公布了一项突破性进展。东京大学研究团队在IEEE国际固态电路会议上，正式发布了一款为极端环境设计的Wi-Fi接收器芯片。该产品的核心价值在于其卓越的抗辐射性能，能够直接在核反应堆内部等高辐射区域维持稳定工作。

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核电站堆芯堪称电子设备的终极禁区，持续的高强度电离辐射会迅速导致常规芯片功能失效。这款新型芯片的耐受阈值达到了500千戈瑞。作为对比，当前最先进的航天级电子元件通常仅能承受数百戈瑞的辐射剂量。这意味着其辐射硬度超越了航天标准三个数量级，首要应用场景是为核设施退役作业的机器人提供不受线缆束缚的可靠数据链路。

需要明确的是，戈瑞作为辐射吸收剂量的国际标准单位，直接反映了材料所受的电离辐射能量。剂量数值越高，对电子元器件的潜在损伤就越大。

这项研究的现实驱动来自于核电站退役工程中存在的技术瓶颈。以福岛第一核电站的清理工作为例，机器人需要深入高辐射区域执行长时间精密操作。依赖实体线缆传输信号存在缠绕、断裂风险，会严重制约作业效率与安全性。无线通信是实现远程精准操控的必然选择。

面对这一工业刚需，东京大学团队选择了从芯片设计底层进行革新。传统的外置物理屏蔽方案会同时阻断无线信号传输，并不适用。而仅将天线置于辐射区的设想同样不可行，因为天线单元自身在辐射下也会性能衰减。因此，唯一可行的技术路径是开发一套从射频前端到基带处理均具备本征抗辐射能力的完整接收系统。

团队的技术策略聚焦于晶体管级的辐射加固设计。具体措施包括增大硅基MOSFET的栅极尺寸以提升结构鲁棒性，优化电路拓扑以减少对辐射敏感的PMOS管占比，并采用无氧化层电感来规避介质俘获电荷效应。这些协同设计旨在从根本上抑制伽马射线导致的半导体参数漂移与性能衰退。

实测数据验证了该设计的优越性。在未受辐照时，其接收灵敏度与商用芯片持平。在累计接受500千戈瑞辐照后，设备增益衰减仅为约1.5分贝，性能下降微乎其微，完全满足极端环境下的连续作业要求。

目前的研究成果集中于接收链路。要实现机器人的全双向交互通信，耐辐射发射器的开发是下一个关键技术节点。据悉，早期发射器原型在300千戈瑞剂量下即出现故障。研究团队正评估采用金刚石半导体等宽禁带材料来构建更坚固的射频前端，以期实现收发链路的同等抗辐射等级。该项技术的迭代与工程化进程，将直接影响未来核工业机器人作业的自主化水平。