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TECNOLOGÍA. "neutrones rápidos" utilizados para transmitir datos digitales de forma inalámbrica

 


Los ingenieros han transferido con éxito información codificada digitalmente de forma inalámbrica utilizando radiación nuclear en lugar de tecnología convencional.

Las ondas de radio y las señales de los teléfonos móviles dependen de la radiación electromagnética para la comunicación, pero en un nuevo desarrollo, los ingenieros de la Universidad de Lancaster en el Reino Unido, que trabajan con el Instituto Jožef Stefan en Eslovenia, transfirieron información codificada digitalmente utilizando "neutrones rápidos".

Los investigadores midieron la emisión espontánea de neutrones rápidos del californio-252, un isótopo radiactivo producido en reactores nucleares. Las emisiones moduladas se midieron utilizando un detector y se registraron en una computadora portátil.

Varios ejemplos de información, es decir, una palabra, el alfabeto y un número aleatorio seleccionado a ciegas, se codificaron en serie en la modulación del campo de neutrones y la salida se descodificó en una computadora portátil que recuperó la información codificada en la pantalla.

Los investigadores midieron la emisión espontánea de neutrones rápidos del californio-252, un isótopo radiactivo producido en reactores nucleares. Fuente: Universidad de Lancaster

Se realizó una prueba de doble ciego en la que se codificó un número derivado de un generador de números aleatorios sin conocimiento previo de quienes lo cargaban, y luego se transmitió y decodificó. Todas las pruebas de transmisión intentadas resultaron ser 100% exitosas.

Con ello, el equipo investigador ha podido demostrar el potencial de la radiación de neutrones rápidos como un medio para las comunicaciones inalámbricas para aplicaciones donde la transmisión electromagnética convencional no es factible o es inherentemente limitada.

Los neutrones rápidos tienen una ventaja sobre las ondas electromagnéticas convencionales, que se debilitan significativamente por la transmisión a través de materiales, incluidos los metales.

En algunos escenarios críticos para la seguridad, como los relacionados con la integridad de las contención de los reactores y las bóvedas y mamparos metálicos en las estructuras marítimas, puede ser importante minimizar el número de penetraciones realizadas a través de dichas estructuras metálicas para el cableado de comunicaciones. El uso de neutrones para la transmisión de información a través de tales estructuras podría anular la necesidad de tales penetraciones y también puede ser relevante para escenarios donde las transmisiones limitadas son deseables en circunstancias difíciles, como para operaciones de rescate de emergencia.

Los neutrones rápidos también podrían incorporarse en sistemas electrónicos de señal mixta para lograr una mezcla de señales entre electrones y neutrones. Esto podría contribuir al requisito de garantizar la integridad de la transferencia de información.

Es bien sabido que la exposición a neutrones puede provocar que algunos isótopos se activen para convertirse en variantes radiactivas, como en el caso del cobalto-60, por lo que cabe destacar que la transmisión demostrada en este trabajo se logró con un flujo mantenido a nivel demasiado bajo para que se observe dicha activación. 

Del mismo modo, la exposición a la radiación de neutrones puede tener importantes efectos radiobiológicos; sin embargo, la transmisión que informamos aquí se logró dentro de las restricciones reglamentarias y con niveles de dosis mantenidos tan bajos como sea razonablemente posible. Se prevé que las aplicaciones en circuito funcionarían con fluencias varios órdenes de magnitud inferiores a las empleadas.

Fuente: “Wireless information transfer with fast neutrons” by Malcolm J. Joyce, Michael D. Aspinall, Mackenzie Clark, Edward Dale, Hamish Nye, Andrew Parker, Luka Snoj and Joe Spiresa, 30 October 2021, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated EquipmentDOI: 10.1016/j.nima.2021.165946

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