放射線硬化とは何ですか？

核兵器、原子力発電所、宇宙探査で経験したような放射能環境では、放射線が電子ハードウェアに漏れて、電子を発射し、ハードウェアの機能を妨害したり、チップを完全に破壊したりする可能性があります。 これに対抗するために、放射線硬化は、この電子的破損に対するハードウェアの耐性を高める方法です。 放射線硬化されたほとんどのチップは、市販のチップに似ていますが、設計とコンポーネントはわずかに異なる場合があります。 硬化は強力で困難なプロセスであるため、これらのチップは通常、市販のチップの最先端から数か月または数年遅れています。

電子チップは、宇宙空間や発電所など、放射線が集中する多くの環境で必要です。 この必要性の問題は、放射線が荷電粒子を環境に放出する傾向があることです。 1つの粒子だけがチップ内に侵入すると、数百または数千の電子がごちゃごちゃになり、チップに不正確な情報が表示されたり、チップが完全に破壊されたりする可能性があります。 これらの環境でハードウェアを使用する場合、荷電粒子がハードウェアの有用性に影響を及ぼすことなく、放射線硬化が不可欠になります。

放射線硬化では、電子チップメーカーがハードウェアを保護するために物理的シールドと論理的シールドの両方を作成する必要があります。 物理的な側面では、チップは絶縁材料で作られており、コンポーネントはしばしば磁気抵抗性です。 また、シールドは、実際のハードウェアが放射線や荷電粒子と相互作用するのを防ぐために作られています。 論理面では、チップは常にエラーやメモリ損失をチェックしてスキャンするように設計されています。 これらは両方とも放射性環境における大きな問題であるため、チップは優先順位リストでスイープとスキャンの手順を非常に高く設定しています。

放射線硬化チップに配置された設計シールドと論理シールドを除けば、チップ自体は、放射線硬化を受けていない市販のハードウェアに似ています。 これらのチップは、現在のチップに基づいて変更されます。 ただし、修正には長い時間がかかる可能性があるため、ほとんどの硬化チップは最先端のハードウェアよりも数か月または数年遅れています。

放射線硬化が効果的かどうかをテストするために、開発者は通常、ハードウェアを放射線チャンバーに配置し、実際の放射線環境で遭遇するのと同様の陽子および中性子ビームを照射します。 これにより、開発者はシールド方法がどれほど効果的かを知ることができます。 同時に、このテストは実際の状況を完全に模倣しているわけではありません。つまり、テスト結果と実際の効果は大きく異なる可能性があります。