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我的灯号是由核辐射传输的金属屏障都挡不住发布日期:2022-05-21 06:10:20     

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  广泛人们提到核辐射会思起它的风险,叙「核」色变。但核辐射行为辐射的一种,是天然界中自然存正在的物质。天然界中的自然辐射苛重来自太阳、宇宙射线及地壳中的放射性核素等,人类仍然适合了自然辐射的境况。不日,来自英国兰开斯特大学的工程师与斯洛文尼亚的 Jožef Stefan 咨询所配合,利用核辐射替代古代技巧实行了无线传输,用「速中子」传输数字编码音讯。该咨询丈量了来自锎 - 252 的速中子的自觉发射,锎 - 252 是一种正在核响应堆中出现的放射性同位素。过程调造的辐射利用探测器丈量并正在札记本电脑进取行记实。传输的数据征求单词、字母表和随机数,这些数据被串行编码到中子场的调造中,输出正在札记本电脑上解码,正在屏幕上还原编码音讯。咨询者实行了一项双盲测试,对来自随机数天生器的数字实行编码,然后实行传输息争码。全盘的传输测试都被阐明是 100% 得胜的。兰卡斯特大学的 Malcolm Joyce 老师说:「咱们阐领会速中子辐射行为无线通讯介质的潜力,它实用于那些古代电磁辐射不行行或受限的利用周围。」Joyce 示意,速中子比古代电磁波有上风,由于古代电磁波通过金属等原料后会被大大减少。「正在极少安静性央求极高的地方,比朴直经央求完全性的响应堆安静壳、海上构造中的金属拱顶和舱壁,将通讯对金属构造的穿透数目降到最低利害常要紧的。利用中子通过此类构造实行音讯传输能够会排除对上述穿透的需求,而且能够正在迫切援救等极度境况下的有限传输中供应帮帮。」速中子也可能连系到搀和信号电子体例中,以竣工电子和中子之间的信号搀和。这能够有帮于确保音讯传输完全性。速中子是正在核裂变响应中出现的自正在中子,其动能可能到达 1 兆电子伏特,对应的速率约为 14000 千米 / 秒,相当于光速的 5%。速中子也许宣扬很远的间隔,而且能起到与电磁辐射互补的效用。然而,虽然它们与近场和远场通讯体例采选的电磁介质拥有互补性,但它们行为一种潜正在的无线通讯形式的商量至今仍受到限定,起因征求:(i)商量到安静性和显示危险,速中子源( 100 keV)的利用受到高度囚系;(ii)高效、同步的速中子检测广泛因联系的射线分量而变得庞杂;(iii) 过程调造的速中子场的韶华相闭性会因组成周遭物体和构造的原料的散射而明显下降。然而,半导体设备有限公司近来一项闭于幼型脉冲中子发作器(这种发作器可能与集成电途兼容,并出现慢通量的中子)的告诉证明,将中子源集成到智能体例中的做法额表有远景。仿佛地,速中子检测仍然从苛重依赖于对来自紧急闪光介质(scintillation media)的事故的模仿收拾的实习室行动,变动为对来自相对良性的检测取代计划的事故的及时数字数据搜集。后者竣工了及时同步利用,比方搀和辐射场的空间评估和核原料中子发射的角散布;这些示例相对付音讯传输的央求而言更先辈,由于后者中的调动能够会遵照公认的公约正在此类体例的编码 / 解码阶段规范化,而不是转换核的随机属性。本文中的咨询连系了这些最新成就,证明利用速中子行为传输介质实行音讯传输是能够的。正在这篇论文中,咨询者连系这些近来的咨询成就来阐明利用速中子行为音讯传输介质的可行性。极少联系音讯的例子(如单词、字母表和随机数)仍然被串行编码到中子场的调造结果中。咨询者采用了美国音讯调换规范代码(ASCII) 7 位字符编码,以演示利用以速中子为介质的类型规范。上面列出的例子仍然被编码正在 californium-252 自觉裂变中子源的搀和场调造结果中,这种调造随后被一个有机闪光检测器检测到。咨询者应用及时脉冲形态鉴别(PSD)将速中子分量从检测到的事故平诀别出来,然后实行后续收拾。检测到的速中子计数韶华序列受一个 7 点挪动均匀滤波器和施密特触发器函数的影响,输出解码正在札记本电脑上,以还原编码的音讯。上述措施与下图 1(a) 中描写的古代音讯传输流的电磁域转换经过仿佛,其顶用到了调造速中子场,并通过解码的韶华序列蜕化检测到信号,进而还原信号(如图 1(b)所示)。因为中子不带电,正在电磁基本上不行直接竣工调造,是以要么利用动态准直器(dynamic collimator)障碍中子场(如图 1(c) 所示),要么借帮脉冲加快器源(如图 1(d) 所示)。下图 2(a) 形容了该咨询音讯传输和检测域的基础框架。编码阶段由特意策画和缔造的中子斩波器(图 2b)推行,该中子斩波器征求聚乙烯块,该块被挪动到与编码信号的央求相对应的处所;图 2(c) 出现了更多体例细节,包蕴源、调造器、闪光探测器和光电倍增管 (PMT)、嵌入 PSD 的搀和场剖析器,此中调造器如图 2(d)所示。以字母表及其 ASCII 码的传输为例,解码器正在札记本电脑端确认收到的音讯,如下图 3 所示。图 4a 显示了一个用速中子发送的 4 位数字「0101」,此中征求:字的串行形。

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