Инженеры из Университета штата Юта разработали микроскопические механические устройства (MEMS), которые выдерживают мощнейшее радиоактивное излучение и нагрев.
По оценкам ученых, созданные ими устройства могут управлять роботами или компьютерами даже внутри реактора или в глубоком космосе.
Ионизирующее излучение быстро повреждает традиционную электронику, поэтому приходиться использовать многочисленные дублирующие цепи и мощную защиту, как это было, например, с роботами, работавшими на аварийной АЭС Фукусима. Но даже защищенные роботы, направленные для наблюдения за поврежденными реакторами, перестали работать уже через несколько часов. Все дело в том, что мощное ионизирующее излучение пробивает в полупроводниках «лишние» токопроводящие каналы, что выводит электронику из строя.
Впервые ученым удалось разработать уникальную технологию, которая продолжает работать в присутствии даже мощнейшего ионизирующего излучения.
Новые устройства являются логическими элементами размерами 25х25 микрон, которые выполняют простейшие логические операции: «вкл» или «выкл».
В ходе экспериментов новые устройства на два часа погружали в активную зону университетского реактора, и MEMS продолжали работать как ни в чем не бывало. MEMS не были разрушены ионизирующим излучением, поскольку они не используют полупроводниковые каналы. Это простые микроскопические выключатели с вольфрамовыми электродами, которые соприкасаются друг с другом и замыкают или размыкают цепь.
В плане «традиционного» применения MEMS имеют определенные недостатки, например, они в 1000 раз медленнее кремниевой электроники и, к тому же, менее долговечны (из-за наличия подвижных частей). Однако когда дело доходит до экстремальных условий эксплуатации, то MEMS нет равных. Так, в ходе экспериментов микроскопические механические устройства часами работали в вакууме при температуре 277 градусов по Цельсию и даже в ядре 90-кВт исследовательского реактора. Даже самая надежная и защищенная кремниевая электроника в таких условиях выходила из строя уже через несколько минут.
В обычных условиях MEMS проработали около 2-х месяцев, выполнив без сбоев более одного миллиарда циклов. В настоящее время ученые планируют улучшить этот показатель в миллион раз.
Использование MEMS открывает совершенно новые возможности для контроля работы АЭС, двигателей внутреннего сгорания и создания зондов, которые смогут проникать в самые опасные места, не требуя мощных и тяжелых защитных систем.
Источник: rnd.cnews.ru
