Japanische Ingenieure entwickeln strahlungsresistenten WLAN-Chip für Roboter in Nuklearanlagen

Eines der größten Probleme nach Unfällen in Nuklearanlagen war bisher, dass hohe Strahlung zu schnellen Ausfällen elektronischer Bauteile führte. Mit einer innovativen Studie in Japan steht man kurz davor, diese Hürde zu überwinden. Forscher haben einen speziellen WLAN-Chip entwickelt, der bei extrem hohen Strahlungswerten von bis zu 500 Kilogray funktioniert. Dadurch können Roboter und Drohnen insbesondere in gefährlichen Zonen wie Fukushima künftig deutlich länger und effizienter eingesetzt werden.

IN TOKIO ENTWICKELTE TECHNOLOGIE DER NÄCHSTEN GENERATION ERLEICHTERT EINSÄTZE

Bei der Stilllegung von Kernreaktoren sind aufgrund der intensiven Gammastrahlung, die eine große Gefahr für das menschliche Leben darstellt, meist ferngesteuerte Roboter erforderlich. Bisher wurden diese Roboter jedoch über dicke und einschränkende Kabel gesteuert; die drahtlose Kommunikation verlor aufgrund von strahlungsempfindlichen Chips schnell ihre Funktion. Das Team unter der Leitung von Dozent Dr. Atsushi Shirane vom Tokyo Institute of Technology hat dieses Hindernis mit dem von ihnen entwickelten robusten WLAN-Chip überwunden. Roboter und unbemannte Luftfahrzeuge können sich nun frei zwischen komplexen nuklearen Überresten bewegen, ohne an Kabel gebunden zu sein.

Der neue Chip erhöht nicht nur die Geschwindigkeit der Einsätze, sondern minimiert auch die Strahlenbelastung, der das Personal ausgesetzt sein könnte. Dank dieser Technologie können Reinigungs- und Kontrollarbeiten nach Nuklearunfällen sowohl sicherer als auch effektiver durchgeführt werden.

ANSATZ ZUR VERHINDERUNG VON STRAHLENSCHÄDEN AN ELEKTRONISCHEN SCHALTKREISEN

Elektronische Bauteile, die unter intensiver Strahlung arbeiten, verlieren aufgrund ionisierender Effekte schnell ihre Funktion. Japanische Ingenieure haben eine praktische und rationale Lösung für dieses Problem gefunden: Durch die Reduzierung der Transistoranzahl auf dem Chip wurden die Punkte, an denen Strahlung Schaden anrichten kann, erheblich verringert. Die verbleibenden Transistoren wurden zudem größer dimensioniert, wodurch Kanten und Verbindungsstellen minimiert wurden. Darüber hinaus wurden leicht strahlungsanfällige Verstärker entfernt und durch robuste Induktoren ersetzt. In Labortests wurde beobachtet, dass der Leistungsverlust des Chips nahezu vernachlässigbar ist.

SCHLÜSSELTECHNOLOGIE FÜR ZUKÜNFTIGE RÜCKBAUOPERATIONEN VON NUKLEARANLAGEN

Internationalen Daten zufolge wird erwartet, dass etwa die Hälfte der derzeit 423 betriebenen Kernreaktoren bis zum Jahr 2050 abgeschaltet und zurückgebaut werden. Diese riesigen globalen Arbeiten erhöhen den Bedarf an strahlungsresistenten Robotersystemen von Jahr zu Jahr. Der neue WLAN-Chip, der auf der IEEE International Solid-State Circuits Conference vorgestellt wurde, könnte eine zentrale Rolle bei der sicheren Stilllegung nuklearer Anlagen und der Verringerung der Notwendigkeit menschlicher Eingriffe bei möglichen Katastrophen spielen.

Mit dieser bahnbrechenden Entwicklung werden Roboter selbst unter gefährlichsten Bedingungen ihre Funktionalität beibehalten und als Augen und Ohren der Menschen dienen. Die Roboter der Zukunft, die in Umgebungen arbeiten, in denen Strahlung keine Grenzen kennt, werden dank dieser von japanischen Wissenschaftlern angeführten Technologie nun weitaus sicherer operieren können.

Nachrichtenquelle: 12punto