累计可承受辐射剂量达硅材料百倍，氮化镓器件有望用于核反应堆监测

IT之家 7 月 3 日消息，美国能源局橡树岭国家实验室近日研究显示，氮化镓 (GaN) 半导体承受核反应堆辐射的能力远超传统硅材料，有望用于反应堆监测传感器的电子器件。

由于环境中存在强烈核辐射，反应堆监测传感器得到的数据目前不能直接由硅电子器件在本地处理，需要通过数码长（IT之家注：1 码 = 0.9144 米）的电缆传递到辐射较低的位置。

然而，采用电缆作为中介也意味着会带来大量噪声信号，可能会降低所得数据的准确性核精度，进而对反应堆运行造成干扰。

GaN 理论上拥有较好的抗辐射性能。但科学家此前仅对 GaN 是否耐受太空环境中常见的电离辐射进行过测试，未检验其在核反应堆这一中子轰击辐射强烈的环境中的性能。

橡树岭实验室研究团队在俄亥俄州立大学研究堆核心附近 125℃高温的环境下对 GaN 晶体管进行了三天的辐照。结果显示，其能承受的累积辐射剂量至少是标准硅器件的 100 倍。

而在进一步的测试后，研究团队得出结论：GaN 晶体管可在核反应堆环境中连续使用至少 5 年 —— 五年是反应堆正常维护周期。

研究同时发现，较大规模的 GaN 器件在核反应堆环境中对热的敏感程度超过核辐射。这将成为以后的研究课题，为将 GaN 实际用于核反应堆监测做更多准备。

橡树岭实验室研究人员黛安・埃泽尔 (Dianne Ezell) 指出，更好的核反应堆监测意味着更高的安全性和更低的运营成本：

反应堆每关闭一天都会产生数十万美元的损失。如果我们要使核电在经济上与其他能源行业竞争，我们就必须保持低成本。

此外，减少维护频率还能降低人类安全风险。你可以避免让人们处于严酷的辐射环境中或频繁处理放射性物质。

展望未来，科学家希望对 GaN 电路是否支持在反应堆中无线传输来自传感器的数据进行进一步探索。

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