該微芯片在強核輻射環(huán)境下仍能持續(xù)工作。

美國研究人員已成功開發(fā)出能夠在先進核反應堆內部高達1832華氏度（約1000攝氏度）的高溫及強輻射環(huán)境中正常運行的微電子傳感器。

這款新型微芯片由緬因大學的工程師團隊設計，可同時耐受反應堆堆芯的輻射水平與極端高溫。科學家指出，此類傳感器有望重新定義美國核電站的監(jiān)測與維護方式 —— 目前全美約20%的電力由核電站供應。

項目首席研究員、電子與計算機工程系Roger Clapp Castle及Virginia Averill Castle講席教授Mauricio Pereira de Cunha表示：“這是首次實現能在800攝氏度（約1500華氏度）高溫下監(jiān)測反應堆功率的微芯片技術。”

新型抗輻射芯片

核工程師依賴傳感器反饋反應堆運行安全性與功能狀態(tài)。這些傳感器需提供溫度、反應堆功率、中子通量及堆壁應變等多維參數。但隨著美國開始部署新一代高溫高效反應堆，現有商用傳感器已無法應對其面臨的極端環(huán)境。

為攻克這一難題，緬因大學科學家經過兩年廣泛測試與研發(fā)，推出了一款新型傳感器。該系統(tǒng)核心采用納米技術微芯片，可在極端反應堆條件下持續(xù)工作并傳輸實時數據。這不僅有助于工程師更快發(fā)現問題，還能降低維護成本。該芯片可在高達1500華氏度（約800攝氏度）的溫度下精確測量反應堆功率。

Pereira da Cunha指出，新型傳感器填補了先進核系統(tǒng)（如運行溫度遠高于傳統(tǒng)反應堆的微型堆）在測量儀器領域的重大空白?！澳壳吧逃煤朔磻压β蕚鞲衅鳠o法在800攝氏度環(huán)境下工作，而我們已驗證了其可行性。”

適配反應堆的微芯片

在美國能源部核科學用戶設施網絡成員 —— 俄亥俄州立大學核研究實驗室的最新測試中，原型傳感器在持續(xù)一周的全天候運行中未出現性能衰減。

項目高級研究科學家兼研發(fā)計劃協(xié)調員Luke Doucette表示：“除了極端高溫，我們現正使傳感器同時承受堆芯級別的強核輻射。這對傳感器材料的耐久性和功能性提出了全新維度的挑戰(zhàn)?！?/p>

研究團隊計劃進一步擴展該核傳感技術的無線連接功能，實現無需電池、完全通過無線信號驅動運行的目標。此外，他們還將籌建專注于先進反應堆材料與傳感器的實驗室。Pereira da Cunha總結道：“這類傳感器的成功研發(fā)將突破當前阻礙先進核反應堆推廣的技術壁壘。”

團隊希望持續(xù)獲得支持，使緬因大學在這一新興領域占據關鍵地位，助力滿足國家日益增長的能源需求。

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