Aunque tiene muchos beneficios, la energía nuclear presenta numerosos desafíos para los investigadores, ingenieros y operadores, que incluyen la radiación residual que puede persistir mucho después de un accidente, en particular después de filtraciones indeseadas. Esa radiación puede dañar o anular la electrónica convencional, complicando las tareas de monitoreo y recuperación como las que hoy se dan en la planta dañada de Fukushima en Japón.
Lo que potencialmente podría ser una solución es un chip receptor inalámbrico capaz de soportar 500 kilograys (unidad de medida para dosis de absorción de radiación) de radiación. Son 1.000 veces más que el umbral en el que los semiconductores suelen empezar a funcionar mal ante la exposición a la radiación, según declaraciones del Instituto de Ciencias de Tokio de Japón. El objetivo es ingeniar un módulo de chip único capaz de transmitir y recibir señales para mantener e investigar el interior de las plantas nucleares, afirma el equipo. Si lo logran, la red de wi-fi de la planta dada de Fukushima sería totalmente inalámbrica.
Se presentaron los resultados el mes pasado en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado sólido de la IEEE en San Francisco.
Una calamidad que perdura
Además, en 2026 se cumplen 15 años del accidente nuclear de Fukushima Daiichi en Japón, cuando un potente terremoto fue el disparador para una devastadora filtración de radiación. En Japón las autoridades siguen “haciendo un oneroso esfuerzo a largo plazo para anular la planta por completo”, según explican las declaraciones, y mencionan el deterioro de la infraestructura por explosiones de hidrógeno y las limitaciones estrictas respecto de cuánto tiempo pueden permanecer los investigadores en el sitio.
“No solo se complica el acceso al sitio, sino que constituye un obstáculo en la planificación y despliegue del equipamiento”, indica el equipo en el comunicado. “Como resultado la mayor parte del trabajo de clausura ha dependido, no de los humanos, sino de robots y drones. Así, los dispositivos inalámbricos se están convirtiendo en elementos imperativos para anular la planta”.
Al mismo tiempo, la mayoría de los dispositivos remotos dentro o cerca de las plantas nucleares dependen de cables de Ethernet. Si bien eso hace que la conexión sea estable, mantener los cables físicamente intactos —el cableado a menudo es complejo— y lograr que no perturben a los trabajadores humanos tiene su impacto en la seguridad y eficiencia de los proyectos de cierre y anulación, según indican los investigadores.
Una solución inalámbrica
El objetivo de los investigadores entonces estaba en concretar una conexión inalámbrica estable desde dentro de entornos de alta radiación, Para el experimento el equipo puso a prueba un prototipo del chip fabricado con materiales de silicón que resisten a la radiación. Así, minimizaron la cantidad de transistores, que potencialmente aumentan el riesgo de acumulación de impurezas dentro del dispositivo. Decidieron en cambio hacer más grande cada transistor para aumentar la resistencia del chip a la radiación.
De acuerdo con la traducción al inglés del comunicado de prensa, el chip también “incluye un amplificador de bajo ruido para mejorar las señales entrantes débiles, junto a un amplificador de ganancia variable para ajustar la potencia de la señal”. Toda esa atención al detalle dio como resultado un chip que mostró poca disminución de rendimiento tras estar expuesto a 500 kilograys, según confirmó el equipo en pruebas empíricas.
Que todo sea remoto
El rendimiento del chip se equipara al de los chips receptores existentes, añadieron los investigadores en las declaraciones en japonés, por lo que los ingenieros podrían usarlo para los robots y los drones que se utilizan en proyectos de cierre y anulación. Como alternativa, la alta resistencia a la radiación de este chip podría hacer que también fuera de utilidad en la investigación espacial y de fusión.
Esperan poder completar su trabajo logrando un dispositivo de comunicación plena que pueda enviar y recibir señales hacia y desde el interior de las plantas nucleares. Es más difícil fabricar un transmisor que hacer un receptor, admitieron, ya que los transmisores son más propensos a la degradación inducida por la radiación.
“Vamos a trabajar sobre la base de este resultado para crear nuevos circuitos o para mejorar la resistencia a la radiación, usando materiales como los semiconductores de diamante”, dijeron desde el equipo. “Desde allí, avanzaremos en la seguridad y eficiencia de las operaciones remotas en proyectos de clausura y anulación en entornos más extremos”.
Este artículo ha sido traducido de Gizmodo US por Romina Fabbretti. Aquí podrás encontrar la versión original.
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