A Sandia National Laboratories amerikai nukleáris kutatóintézet munkatársai olyan eszközt fejlesztettek ki, amely 6400 voltos feszültség alatt is képes a másodperc ezermilliomod része alatt a megfelelő műveletet elindítani és így az elektromos hálózatot megvédeni a túlfeszültségtől.

Az elektromágneses impulzusok (EMP) okozta túlfeszültség olyan károkat okozhat nagyfeszültségű rendszerekben, amelyek kijavítása hónapokig tarthat. Elektromágneses impulzus oka lehet természetes, például egy szokatlanul erős napkitörés, de lehet nukleáris robbanás velejárója is. Az EMP tehát nagyon ritka jelenség, viszont annál nagyobb veszélyt jelent a villamos hálózat gerincét jelentő transzformátorokra nézve.

A transzformátorokba beépítenek védőmechanizmusokat, de a villámcsapás okozta túlfeszültség viszonylag lassan, egymilliomod másodperc alatt alakul ki, míg egy EMP ennél százszor gyorsabb.

Az új eszköz egy különleges dióda, amely a túlfeszültséget képes magán keresztül elvezetni. A dióda különlegességét anyaga, a gallium-nitrid adja, ami nemcsak gyorsan reagál, de a magasfeszültséget is jól tűri. A szakemberek a létrehozása során közel ezer fokon, rétegekben vitték fel az anyagot, létrehozva a megfelelő áramköröket.

A Sandia munkatársai jelenleg egy olyan változat létrehozásán dolgoznak, ami a legnagyobb transzformátorokban is használható és 20 000 voltos feszültséget is kibír. Ehhez azonban meg kell oldaniuk a gyártás problémáját. A bemutatott csip egy normál papírlap vastagságának egyhatoda, körülbelül 50 mikron vastagságú, a magas hőmérsékleten füst formájában rétegenként felvitt gallium-nitrid azonban csak egy-két mikront növekszik óránként, ráadásul a kristályképződést és egyéb szennyeződéseket is el kell kerülni, hogy megfelelő hatásfokkal működjön.

Ha sikerül létrehozni, az eszköz nemcsak a hálózat védelmére lesz használható, de a magasfeszültségű elektronika építésére is.

(TechXplore)