Τι είναι η σκλήρυνση με ακτινοβολία;

Σε ραδιενεργά περιβάλλοντα, όπως αυτά με πυρηνικά όπλα, πυρηνικούς σταθμούς και εξερεύνηση του διαστήματος, υπάρχει πιθανότητα η ακτινοβολία να διαρρεύσει σε ηλεκτρονικό υλικό και να εκτοξεύσει ηλεκτρόνια που είτε θα παραβιάσουν τη λειτουργικότητα του υλικού είτε θα καταστρέψουν εντελώς τα τσιπ. Για να καταπολεμηθεί αυτό, η σκλήρυνση με ακτινοβολία είναι ένας τρόπος να γίνει το υλικό ανθεκτικό σε αυτήν την ηλεκτρονική διαφθορά. Τα περισσότερα τσιπ που έχουν σκληρυνθεί με ακτινοβολία είναι παρόμοια με τα τσιπ που διατίθενται στο εμπόριο, αν και ο σχεδιασμός και τα εξαρτήματά τους μπορεί να είναι ελαφρώς διαφορετικά. Η σκλήρυνση είναι μια έντονη και δύσκολη διαδικασία, επομένως αυτά τα τσιπ βρίσκονται συνήθως πίσω από την αιχμή των εμπορικά διαθέσιμων τσιπ κατά αρκετούς μήνες ή χρόνια.

Τα ηλεκτρονικά τσιπ χρειάζονται σε πολλά περιβάλλοντα με έντονη ακτινοβολία, συμπεριλαμβανομένου του διαστήματος και των σταθμών παραγωγής ενέργειας. Το πρόβλημα με αυτή την ανάγκη είναι ότι η ακτινοβολία έχει την τάση να απελευθερώνει φορτισμένα σωματίδια στο περιβάλλον. Εάν μόνο ένα σωματίδιο μπει μέσα σε ένα τσιπ, εκατοντάδες ή χιλιάδες ηλεκτρόνια μπορούν να ανακατευτούν, προκαλώντας το τσιπ να εμφανίσει ανακριβείς πληροφορίες ή να καταστρέψει εντελώς το τσιπ. Αυτό καθιστά απαραίτητη τη σκλήρυνση με ακτινοβολία εάν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί υλικό σε αυτά τα περιβάλλοντα χωρίς τα φορτισμένα σωματίδια να επηρεάζουν τη χρησιμότητα του υλικού.

Η σκλήρυνση με ακτινοβολία απαιτεί από τους κατασκευαστές ηλεκτρονικών τσιπ να δημιουργούν τόσο φυσικές όσο και λογικές ασπίδες για την προστασία του υλικού. Από τη φυσική πλευρά, τα τσιπ είναι κατασκευασμένα με μονωτικά υλικά και τα εξαρτήματα είναι συχνά μαγνητοαντιστικά. Οι ασπίδες κατασκευάζονται επίσης για να αποτρέπουν την αλληλεπίδραση του πραγματικού υλικού με την ακτινοβολία και τα φορτισμένα σωματίδια. Από τη λογική πλευρά, το τσιπ έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει και να σαρώνει συνεχώς τον εαυτό του για σφάλματα ή απώλεια μνήμης. Αυτά είναι και τα δύο μεγάλα προβλήματα σε ραδιενεργά περιβάλλοντα, επομένως τα τσιπ θέτουν τις διαδικασίες σάρωσης και σάρωσης πολύ ψηλά στη λίστα προτεραιοτήτων τους.

Εκτός από τη σχεδίαση και τις λογικές ασπίδες που τοποθετούνται σε τσιπ που έχουν σκληρυνθεί με ακτινοβολία, τα ίδια τα τσιπ είναι παρόμοια με το υλικό που διατίθεται στο εμπόριο που δεν υποβάλλεται σε σκλήρυνση με ακτινοβολία. Αυτές οι μάρκες βασίζονται σε τρέχουσες μάρκες και στη συνέχεια τροποποιούνται. Ωστόσο, η τροποποίηση μπορεί να διαρκέσει πολύ, επομένως τα περισσότερα σκληρυμένα τσιπ είναι αρκετούς μήνες ή χρόνια πίσω από το υλικό αιχμής.

Για να ελέγξουν εάν η σκλήρυνση με ακτινοβολία είναι αποτελεσματική, οι προγραμματιστές θα τοποθετήσουν κανονικά το υλικό σε ένα θάλαμο ακτινοβολίας και θα το υποβάλουν σε δέσμες πρωτονίων και νετρονίων παρόμοιες με αυτές που θα συναντούσαμε σε πραγματικά ραδιενεργά περιβάλλοντα. Αυτό δίνει στους προγραμματιστές μια ιδέα για το πόσο αποτελεσματικές είναι οι μέθοδοι θωράκισης. Ταυτόχρονα, αυτή η δοκιμή δεν μιμείται εξ ολοκλήρου τις πραγματικές συνθήκες, πράγμα που σημαίνει ότι τα αποτελέσματα των δοκιμών και η πραγματική αποτελεσματικότητα μπορεί να διαφέρουν δραστικά.