Токийский университет науки представил интерфейс способный функционировать в условиях экстремального радиационного фона. Устройство выдерживает поглощённую дозу в 500 тысяч грей, что в тысячу раз превышает стойкость электроники, используемой в космических аппаратах. Разработка предназначается для роботов, занятых на выводе из эксплуатации атомных электростанций, в первую очередь на аварийной станции «Фукусима-1».
Основная сложность при создании заключалась в невозможности применить обычное свинцовое экранирование, которое блокирует и радиацию, и радиосигнал. Поэтому инженеры перестроили архитектуру самого чипа, выполненного по 65-нанометровому техпроцессу. Они сократили общее количество транзисторов, заменив часть из них на пассивные компоненты вроде катушек индуктивности, уязвимых к гамма-излучению в меньшей степени.
Оставшиеся транзисторы изменили геометрически: увеличили длину и ширину затвора, чтобы снизить влияние радиационно-индуцированных зарядов в оксидном слое. Также свели к минимуму применение PMOS-транзисторов, более чувствительных к облучению, отдав предпочтение NMOS-транзисторам. Эти меры позволили чипу сохранять работоспособность там, где обычная электроника выходит из строя за секунды.
Справочно: величина в 500 тысяч грей означает, что один килограмм материала устройства поглощает 500 тысяч джоулей энергии ионизирующего излучения. Для сравнения, типичная электроника космических спутников рассчитывается на 100–300 грей за три года полёта. При этом робот внутри реакторной зоны может накопить такую дозу всего за шесть месяцев работы.
Испытания показали, что после облучения кумулятивной дозой в 500 кГр усиление сигнала чипа упало всего на 1,4 децибела, а коэффициент шума вырос не более чем на 1,26 децибела. Энергопотребление снизилось незначительно — примерно на 2 милливатта. В итоге приёмник сохранил характеристики, сравнимые с серийными коммерческими Wi-Fi устройствами. Сообщается также об успешных испытаниях при суммарной дозе в 800 кГр, где ухудшение параметров осталось в пределах полутора децибел.
Разработка велась под руководством аспиранта Ясуто Нарукиё и доцента Ацуси Сиранэ из Токийского университета науки совместно с доцентом Масая Мияхара из Высшего ускорительного исследовательского центра KEK. Результаты представили на международной конференции IEEE International Solid-State Circuits Conference, прошедшей в Сан-Франциско в феврале 2026 года.
Внедрение таких приёмников позволит отказаться от громоздких кабелей, которые сейчас вынужденно используют для управления техникой в зонах заражения. Кабели ограничивают мобильность роботов, путаются и снижают эффективность работ, особенно при одновременном использовании нескольких машин. По данным Международного агентства по атомной энергии, почти половина из 423 действующих в мире энергетических реакторов к 2050 году войдёт в фазу вывода из эксплуатации.
В настоящий момент инженеры работают над ответной частью — радиационно-стойким передатчиком. Эта задача сложнее, так как для генерации сигнала требуются значительно большие токи. Ранние версии опытных передатчиков выходили из строя уже при 300 тысячах грей. Исследователи изучают возможность использования алмазных полупроводников для решения этой проблемы. Создание полноценного двустороннего канала связи станет следующим шагом проекта.
