实验晶体管在125摄氏度的核反应堆中存活

橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员最近成功开发出一种由氮化镓(GaN)制成的晶体管，它可以承受核反应堆核心附近的热量和辐射。科学家发现，GaN晶体管可以承受高达125摄氏度(257华氏度)的温度，这是反应堆的安全阈值，他们预测它可以在极端条件下持续使用五年。

传统的硅基晶体管无法承受强烈的核环境，因此需要将其置于屏蔽层后面。这意味着这些处理器必须通过电缆连接到反应堆内的模拟传感器。

ORNL研究团队负责人KyleReed表示：“我们的工作使得测量运行中的核反应堆内部状况更加可靠和准确。电缆过长会产生大量噪音，从而影响传感器信息的准确性。通过将电子设备放置在离传感器更近的地方，可以提高其准确性和精确度。”

Veritasium解释称，硅易受辐射影响，微量放射性物质的杂散粒子(甚至是宇宙背景辐射)足以改变中的信息。更强大的辐射源，如核反应堆内的辐射源，甚至可能损坏。这就是为什么传统处理器无法在如此恶劣的环境中生存的原因。

近十年来，GaN一直被广泛使用，通常用于紧凑型高功率设备，例如USB-C笔记本电脑充电器。然而，GaN的应用范围并不广，因为氮化镓比硅更昂贵且更难加工。尽管如此，GaN的坚固特性使其成为此类小众应用的理想选择。

事实上，GaN已用于太空飞行，它们可以承受火箭离开地球大气层时产生的电离辐射。根据ORNL的测试，GaN处理器可以在靠近俄亥俄州立大学研究反应堆核心的125摄氏度环境中至少存活三天。该团队最终得出结论，他们测试的GaN设备可以在反应堆核心附近持续使用五年以上——这是核电站通常所需的维护周期。

更有趣的是，GaN比辐射更容易受到热损伤。“由于最终目标是用这些材料设计电路，一旦我们了解了温度和辐射的影响，我们就可以在电路设计中对其进行补偿，”里德说。

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