СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2015

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 19 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2015 что пары водяного реакторного тепло- носителя будут состоять не только из молекул H 2 O, но и диссоциированных под действием γ -излучения атомов O –2 и Н +1 . Другими словами, резкий рост количества атомов кислорода (как и в случае роста концентрации кисло- рода в клетках биоткани при онколо- гии) будет сигнализировать о нараста- нии вероятности аварийной ситуации в реакторе из-за «перебора» энергии расщепления тяжёлых ядер. Следуя ярко выраженным резонанс- ным свойствам поглощения атомами кислорода (см. рис. 12) [11] на частоте ≈ 60 ГГц, а также на частоте ≈ 200 ГГц, можно построить СВЧ-датчик кон- троля концентрации атомов кисло- рода в парах реакторного теплоноси- теля, поскольку такой контроль будет фиксировать как рост радиоактивно- го воздействия на реакторный водя- ной теплоноситель, так и вероятность неуправляемой реакции диссоциации воды («гремучий газ»). Можно предположить, что для этих целей будут очень эффективны диэлек- трические i-GaAs-триоды [9]. Наличие диэлектрических триодов, квантовых вентилей и нейтронных транзисторов на борту межпланетного космическо- го корабля предоставляет собой очень хорошую возможность реализации нового водородно-кислородного дви- гателя космических аппаратов с бор- товой ядерной энергетической уста- новкой. З АКЛЮЧЕНИЕ Показанные в статье возможности создания новых датчиков радиацион- ного контроля нейтронов и заряжен- ных частиц на LPE i-GaAs (Si) кристал- лах – совершенно новая технология. Ничего подобного пока в мире нет. Наряду с традиционной, классиче- ской p–i–n приёмной полупроводни- ковой конструкцией радиоактивных датчиков в статье продемонстрирова- на новая модель на «нейтронном» тран- зисторе – полевом транзисторе с моду- ляцией канала проводимости ионизи- рованными электронно-дырочными парами под воздействием радиацион- ного затвора. В перспективе возможно создание регистраторов высокоэнергетичных античастиц-позитронов на основе «двухэтажной» гетеросистемы с базо- вой LPE i-GaAs (Si) подложкой. Для контроля безопасности ядерных реакторов в статье показаны датчики нового типа – сверхвысокочастотные датчикиидатчики субтерагерцового диа- пазона, которыемогут стать достаточно эффективныминструментомдля сенсо- рики «водяных» ядерных реакторов. Новая силовая, СВЧ, терагерцовая, фотонная, «диэлектрическая», «нейтрон- ная» электроника на основе LPE i-GaAs- монокристаллов может послужить пре- красной стартовой площадкой для территорий опережающего развития (ТОР) Росатома. Новые идеи и модели патентуются. Л ИТЕРАТУРА 1. Кузаков К.А. Курс лекций. Взаимодействие частиц и излучений с веществом. Про- хождение нейтронов через среды. МГУ им. М.В. Ломоносова. Научно-исследова- тельский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына (НИИЯФМГУ), Кафедра физики атомного ядра и квантовой теории столкновений. www.np-chair.sinp.msu.ru/ cources.html. 2. Стогов Ю.В. Основы нейтронной физи- ки. Московский инженерно-физический институт (Государственный университет). Москва. 2008. 3. Мокрицкий В.А., Гаркавенко А.С., Зуба- рев В.В., Ленков С.В. Радиационное леги- рование сульфида кадмия и арсенида гал- лия. Украина. Технология и конструиро- вание в электронной аппаратуре (ТКЭА). 2003. №6. 4. Войтович В.Е., Гордеев А.И., Думаневич А.Н. Моделирование новой бета-вольтаики на монокристаллах LPE i-GaAs». Современная электроника. 2015. №6. 5. Бритвич Г.И., Кольцов Г.И. и др. Патент RU 2 532 647 от 28.06.13. Детектор быстрых нейтронов. МИСиС. Москва. 6. Гордеев А.И. Электроника как одна из основ национального суверенитета. Силовая электроника. 2014. №6. 7. Vainshtein S.N., Yuferev V.S., Kostamovaara J.T., Kulagina M.M., Moilanen H.T. Significant Effect of Emitter Area on the Efficiency, Stability and Reliability of Picosecond Switching in a GaAs Bipolar Transistor Structure. IEEE Transactions on Electron Devices. 2010. Vol. 57. №4. 8. Бекман И.Н. Курс лекций. Ядерная физи- ка. Лекция 15. www.profbeckman.narod.ru/ YadFiz.files/L15.pdf. 9. Войтович В.Е., Гордеев А.И., Звона- рёв А.В. Фотонная и релятивист- ская энергетика на основе LPE i-GaAs- монокристаллов. Современная электро- ника. 2015. №7. 10. Войтович В.Е., Гордеев А.И., Думаневич А.Н. Чем заменить SiC-диодыШоттки? Силовая Электроника. 2009. №5. 11. Родос Л.Я. Электродинамика и распро- странение радиоволн. Северо-запад- ный государственный заочный техно- логический университет. Санкт-Петер- бург. 2007. 25 20 15 10 5 0 0,5 260 ° С 175 ° С 25 ° С 1 1,5 V F , прямое напряжение (В) I, прямой ток (А) 0,001 0,002 0,005 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1,0 2,0 5,0 10 у дБ/км 0,1 0,2 0,4 0,6 1,0 2,0 4,0 6,0 λ , см Кислород Водяной пар Рис. 12. Поглощение радиоволн атомами кислорода и молекулами водяного пара Рис. 10. Типичные прямые ВАХ ультрабыстрых GaAs-диодов (размер кристалла 3 × 3 мм, V RRM = 400–800 В, отрицательный температурный коэффициент V F Рис. 11. Типичные прямые ВАХ гипербыстрых GaAs-диодов (размер кристалла 3 × 3 мм 2 , V RRM = 1000–1200 В, положительный температурный коэффициент V F ) (HyperFRED)