【美國能源部核能辦公室網(wǎng)站2024年6月25日報道】 美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）研究發(fā)現(xiàn)，氮化鎵半導體能夠承受核反應堆堆芯附近的高溫高輻射。這一發(fā)現(xiàn)為研發(fā)反應堆尤其是微堆傳感器數(shù)據(jù)先進無線傳輸電路開辟了新途徑。
傳統(tǒng)上，為保護電子器件，傳感器電路通常被置于遠離堆芯的位置，導致數(shù)據(jù)傳輸距離增加，影響信號質量。為解決這一問題，橡樹嶺研究團隊探索了使用氮化鎵替代傳統(tǒng)硅基晶體管的可能性。
俄亥俄州立大學研究堆進行的嚴苛測試證明，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，承受了比標準硅器件高100倍的累積輻射劑量，遠超預期。這項成果將顯著提升核反應堆內部構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堆中持續(xù)工作至少五年，因此不會對核電廠的持續(xù)運行造成影響。這對于正在研發(fā)的先進微堆尤為重要：由于其設計緊湊，需要能承受更嚴酷輻射環(huán)境的傳感器電路。
氮化鎵已在移動通信領域得到應用，研究人員期望未來能在此基礎上利用氮化鎵電路實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的無線傳輸。同時，俄亥俄州立大學正在開發(fā)計算機模型，以預測不同電路設計在各種溫度和輻射條件下的性能。這項研究得到了美國能源部核能辦公室資金支持。
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