耐輻射Wi-Fi晶片問世，解鎖無線機器人在高輻射場域作業瓶頸

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科技產業資訊室(iKnow) - 黃松勳發表於 2026年3月25日

圖、耐輻射Wi-Fi晶片問世，解鎖無線機器人在高輻射場域作業瓶頸

在核能設施除役與核災應變的場景中，機器人早已成為人類不可或缺的助手。然而，在高輻射環境下，電子設備極易受到損壞，使得遠端控制與通訊成為技術瓶頸。近期，日本東京科學研究機構成功開發出一款具備高度耐輻射能力的Wi-Fi接收晶片，為核災現場的無線操作帶來突破性進展，也為未來極端環境電子應用開啟新方向。

這款晶片可承受高達500千戈雷（kGy）的輻射劑量，遠超一般電子元件的耐受極限。在測試中，即便經歷如此強烈的輻射曝露，其通訊性能仍僅出現輕微下降，顯示其具備實際部署潛力。這項成果不僅對核電廠除役至關重要，也有助於降低人員暴露於輻射中的風險，提升整體作業安全性與效率。

核電廠除役是一項長期且複雜的工程，往往需耗時數十年，涵蓋去汙、拆解與放射性物質處理等流程。國際原子能總署指出，全球423座運轉中的核反應爐中，約有一半將在2050年前進入除役階段，顯示相關技術需求將持續升高。在此背景下，機器人與無人系統的角色將愈發關鍵。

過去在福島第一核電廠事故的清理過程中，機器人已被大量部署於高風險區域，但多數仍依賴有線連接進行控制。這種方式雖然穩定，但也帶來諸多限制，例如電纜容易纏繞、斷裂，且在狹窄空間中操作困難，嚴重影響多機協同作業的效率與靈活性。

無線通訊原本可望解決上述問題，但高強度伽瑪射線會對半導體元件造成嚴重破壞。輻射會在電晶體的絕緣層中產生電荷累積，進而導致電流洩漏、訊號衰減與雜訊增加，最終使晶片失效。這也是長期以來無線技術難以應用於核災現場的主要原因。

為克服這一挑戰，研究團隊從電路架構進行重新設計，首先大幅減少晶片中的電晶體數量，以降低輻射可能造成損害的區域。同時，將剩餘電晶體尺寸放大，並減少其邊緣結構，藉此抑制輻射引發的電荷累積與漏電現象，提升整體穩定性。

在關鍵元件設計上，團隊亦進行重要調整。例如在可變增益放大器與射頻放大器中，原本易受輻射影響的P型MOS電晶體被電感元件取代。這類被動元件對輻射較不敏感，能有效降低故障風險，同時維持訊號處理能力，確保在極端環境下仍能穩定運作。

測試結果顯示，在累積500 kGy輻射後，該晶片的訊號增益僅下降1.4分貝(dB)，雜訊指標增加約1.26分貝，功耗則略微下降約2毫瓦。整體而言，其通訊性能仍接近一般商用Wi-Fi接收器，證明該設計在實際應用上具備高度可行性。

此技術的意義不僅限於核能產業。由於其耐輻射能力甚至超越多數太空級電子元件，未來亦可應用於深空探測、輻射環境監測等領域。隨著人類探索極端環境的需求提升，具備高可靠性的通訊晶片將成為關鍵基礎設施之一。

整體而言，耐輻射Wi-Fi晶片的問世，為核能除役與高風險環境作業帶來關鍵突破。透過無線化與機器人協作，不僅提升效率並降低人員暴露風險，其超越一般太空等級電子的抗輻射能力，也預示未來在深空探測與極端環境通訊上的應用潛力。(1128字；圖1)

參考資料：
Nuclear cleanup robots could get radiation-resistant Wi-Fi chip for wireless ops. Interesting Engineering, 2025/3/24
Radiation-resistant chip could boost nuclear decommissioning. The Engineer, 2026/3/24
Radiation‑hardened Wi‑Fi chip survives 500 kGy for nuclear plant decommissioning robots, TechXplore, 2026/3/23
To Help Robots Work In Nuclear Disasters, Scientists Make Radiation-Proof Wi-Fi Chips. IFLScience, 2026/3/24

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