Nükleer santrallerde Wi-Fi devrimi: Radyasyona meydan okuyan çip geliştirildi

Nükleer felaketlerin ardından temizlik yapmak veya kullanım ömrünü tamamlamış reaktörleri sökmek, insan sağlığı için ölümcül riskler barındırıyor. Bu noktada devreye giren dayanıklı robotlar en büyük yardımcımız olsa da, iyonlaştırıcı radyasyonun amansız bombardımanı bu makinelerin “beyni” sayılan çiplerini kısa sürede yakıp kavuruyor.

Tokyo Bilim Enstitüsü’nden araştırmacılar, bu sorunu kökten çözecek bir buluşa imza atarak radyasyon altında bile sorunsuz çalışan özel bir Wi-Fi çipi geliştirdi. 500 kilogray gibi yüksek radyasyon dozlarına göğüs gerebilen bu yeni alıcı, nükleer santrallerin en tehlikeli köşelerinde bile robotların komut almasını sağlıyor.

Fukuşima Daiichi gibi nükleer kaza alanlarında veya devre dışı bırakılan reaktörlerde görev yapacak robotlar için bu teknoloji tam bir can simidi niteliği taşıyor. Elektrik mühendisi Doçent Atsushi Shirane, kablosuz sistemlerin kullanılmasının karmaşık kablo yığınlarını ortadan kaldıracağını ve çok sayıda robotun aynı anda çalışmasına imkan tanıyacağını belirtiyor. Bu sayede hem işçilerin radyasyona maruz kalma riski azalacak, hem de tehlikeli bölgelerdeki müdahaleler çok daha güvenli bir seviyeye ulaşabilecek.

Dayanıklılığın sırrı yeni tasarımda gizli

Elektronik çipler yoğun gama radyasyonuna maruz kaldığında, transistörlerin yalıtkan katmanlarında elektrik sızıntısı ve sinyal kaybı oluşuyor; bu da zamanla çipin tamamen bozulmasıyla sonuçlanıyor. Japon ekip, bu sorunu aşmak için çipin tasarımını adeta yeniden kurguladı. Çipteki transistör sayısını azaltarak radyasyondan etkilenebilecek zayıf noktaları en aza indirdiler. Geriye kalan transistörleri ise fiziksel olarak büyüterek hasarın birikebileceği alanları daralttılar.

Evinizde Wi-Fi sinyali almakta zorlandığınız anları düşünün; bir de bunun nükleer bir tesisin derinliklerinde olduğunu hayal edin. Bu zorluğu aşmak için çipler, zayıf sinyalleri güçlendiren özel bir radyo frekansı yükselticisiyle donatıldı. Ancak bu yükselticinin de radyasyona duyarlı kısımları olduğu için araştırmacılar, hassas parçaları radyasyondan çok daha az etkilenen “indüktör” adlı pasif bileşenlerle değiştirdi.

Yapılan testlerde bu küçük değişimlerin devasa sonuçlar verdiği görüldü. 500 kilogray dozunda radyasyona maruz bırakılan çipin performansında sadece çok küçük sapmalar yaşandı. Cihaz, yoğun radyasyon altında bile neredeyse standart bir ticari alıcı kadar verimli çalışmaya devam etti.

Önümüzdeki yıllarda bu tür dayanıklı çiplere olan ihtiyaç daha da artacak gibi görünüyor. Dünyada şu an aktif olan 423 nükleer reaktörün neredeyse yarısının 2050 yılına kadar söküm sürecine girmesi söz konusu. Robotlar ve dronlar bu devasa temizlik işinde başrolü oynarken, onları hayatta tutan bu özel Wi-Fi teknolojisi de sürecin görünmez kahramanı olacak.