在IEEE國際固態(tài)電路會議上，東京科學研究所公布了一項引人矚目的成果——一款專為核反應堆強輻射環(huán)境設計的Wi-Fi芯片。這款芯片的問世，為核反應堆退役機器人的無線通信提供了可靠解決方案，有望大幅提升核設施清理工作的效率與安全性。

核反應堆內(nèi)部環(huán)境極為惡劣，對電子設備的耐受性提出了極高要求。傳統(tǒng)硅基半導體在強輻射下極易受損，導致機器人不得不依賴物理線纜進行控制。然而，線纜不僅限制了機器人的活動范圍，還容易纏繞，給清理工作帶來諸多不便。東京科學研究所的這款Wi-Fi芯片，可承受高達50萬戈瑞的輻射劑量，是航天電子設備耐受力的1000倍以上，為解決這一問題提供了新思路。

戈瑞是衡量電離輻射吸收劑量的國際單位，1戈瑞表示1千克物質(zhì)吸收1焦耳的輻射能量。在如此高強度的輻射下，普通電子設備難以正常工作，而東京科學研究所的團隊卻成功研發(fā)出了這款耐輻射芯片。其設計初衷主要針對福島第一核電站事故后的清理工作，旨在讓機器人能在高污染區(qū)域長時間執(zhí)行任務，減少人員直接暴露在輻射環(huán)境中的風險。

研發(fā)過程中，團隊遇到了諸多技術難題。簡單的物理屏蔽，如鉛屏蔽，雖然能阻擋放射性輻射，但也會阻斷無線信號傳輸，使得外接天線方案不可行。最終，團隊決定從芯片架構入手，打造能夠直接承受核反應堆核心輻射環(huán)境的Wi-Fi接收器。

為實現(xiàn)這一目標，研究團隊在晶體管層面進行了抗輻射加固設計。他們增加了硅MOSFET晶體管的柵極長度和寬度，減少了輻射敏感的PMOS晶體管的使用，并用無氧化層的電感器替代了部分元件。這些改進有效緩解了伽馬射線在氧化層中捕獲電荷導致的性能退化問題，使得芯片在強輻射環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定性能。

測試數(shù)據(jù)顯示，這款接收器在輻射前的性能與普通Wi-Fi接收器相當。在經(jīng)受500千戈瑞總輻射劑量后，設備增益僅下降約1.5分貝，表現(xiàn)出了優(yōu)異的耐輻射性能。目前，團隊正致力于開發(fā)耐輻射發(fā)射器，以實現(xiàn)雙向通信。早期試驗版本在300千戈瑞輻射下?lián)p壞，團隊正在探索使用金剛石等半導體材料來提升發(fā)射器的耐輻射性能。