核動(dòng)力裝置無線傳感器抗輻照屏蔽設(shè)計(jì)和驗(yàn)證

鄧志光，吳 茜，呂 鑫，朱毖微，王雪梅，徐思捷，董晨龍，向美瓊

(核反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)重點(diǎn)試驗(yàn)室，四川 成都 610213)

0 引言

當(dāng)前，核設(shè)施中無線傳感器及網(wǎng)絡(luò)的使用越來越多。國(guó)外學(xué)者對(duì)核裝置中輻射對(duì)無線傳感器及網(wǎng)絡(luò)的影響進(jìn)行了一定的研究[1]。還有學(xué)者提出基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensors network，WSN)的實(shí)時(shí)監(jiān)控核反應(yīng)堆方案，對(duì)WSN在核環(huán)境下的可靠性和兼容性進(jìn)行了試驗(yàn)評(píng)估[2-3]。AECL Chalk River Labs進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)的電磁干擾、無線信號(hào)傳輸以及核輻射硬度測(cè)試[4]。經(jīng)美國(guó)能源部資助，Comanche Peak核電站將無線技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)。Comanche Peak核電站的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，只要配置、安裝合適，數(shù)據(jù)安全性和電磁兼容性都不存在問題。在該項(xiàng)目的第二階段，無線技術(shù)將被應(yīng)用于輔助給水泵、上充泵、設(shè)備冷卻水泵等更為關(guān)鍵的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)[5-6]。橡樹嶺國(guó)家試驗(yàn)室的高通量同位素堆(high-flux isotope reactor,HFIR)研究堆也進(jìn)行了類似的應(yīng)用嘗試[7]。在核動(dòng)力裝置中使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，必須要考慮抗輻射問題。

國(guó)外對(duì)微電子電路的抗輻照屏蔽封裝展開了較為深入的研究[8-9]。我國(guó)航空領(lǐng)域也對(duì)輻射屏蔽有效性開展了許多嘗試和研究[10-11]，但對(duì)于微電子電路元器件的輻射屏蔽封裝的研究仍處于初步研究階段。前期的抗輻照研究經(jīng)歷了從研究輻照效應(yīng)為主向輻照損傷機(jī)制研究轉(zhuǎn)移的過程，當(dāng)前則是以抗輻射加固技術(shù)為主?？馆椪掌帘问堑钟椪論p傷的一種有效技術(shù)手段，通過在傳感器上添加屏蔽體，使其受到的射線強(qiáng)度減少，進(jìn)而降低傳感器材料受到輻照產(chǎn)生的累積吸收劑量[12-13]?！?br>