人工智慧加速耐輻射材料研發 強化衛星核能裝置

太空中的衛星及核能反應爐的核心組件，經常面臨極端環境的嚴峻考驗，特別是高能量粒子的輻射轟擊，可能導致衛星故障、記憶體損毀，甚至偏離軌道。為確保這些關鍵技術的穩定運作，科學家正積極投入「輻射硬化」（radiation hardening）材料的開發，目標是創造能承受惡劣輻射環境的堅固材料。

由於太空電子設備的設計、發射到修正缺陷往往需要數年時間，加快材料研發速度至關重要。西北太平洋國家實驗室（Pacific Northwest National Laboratory, PNNL）的科學家們正運用人工智慧（Super Intelligence, SI）和自動化技術，大幅加速耐輻射材料的開發進程。PNNL 科學家 Jenna Pope 在美國化學學會（American Chemical Society）於 Boise 舉行的一場會議上，分享了她的團隊在測試耐輻射材料方面的研究進展。

科學家 Erin Barker 表示，現有的晶片輻射耐受性測試方法，許多仍基於 25 年前的舊系統，已無法提供理解現代科技所需的資訊。她強調：「太空是一個高能量環境，重離子和其他粒子不斷轟擊我們的設備。我們需要更了解晶片能承受多少輻射，但現有的最佳測試能力，大多是針對 25 年或更舊的系統設計，無法提供我們理解最新技術所需的資訊。」

PNNL 研究團隊導入一套由研究員馬克西姆·齊亞蒂諾夫（Maxim Ziatdinov）等人開發的智慧代理（SI agents）軟體 SciLink，以分析實驗數據。這套系統能將智慧代理分層管理，由三個「專案負責人」分別負責實驗分析、規劃與計算模擬，並將任務委派給更專業的代理執行。透過 SciLink，科學家將過去需要數天甚至數週才能完成的複雜數據分析，大幅縮短至數小時內完成。Jenna Pope 指出，這套系統能整合原子探針斷層掃描（atom probe tomography）和掃描穿透式電子顯微鏡（scanning transmission electron microscopy）等儀器的多種測量結果，以理解材料的損壞機制和原因。

該團隊的研究著重於鋁鎵氮化鎵（aluminum gallium nitride）和氮化鎵（gallium nitride）晶片，這些材料廣泛應用於衛星、通訊、電力及雷達系統中。核工程師 Ben Kowash 指出，與其增加屏蔽或備用系統，使設備變得更重、更耗電、更複雜且成本更高，不如從根本上確保電子元件能抵禦輻射。他強調，對於需要運作十年以上的通訊衛星等長期任務，輻射硬化技術尤其關鍵。科學家 Erin Barker 也強調，儘管智慧代理是巨大助力，人類的監督與經驗仍不可或缺。

這項創新技術不僅將提升人造衛星的耐用度與可靠性，對於核能反應爐等需在輻射環境中長期運作的設備，也提供更堅固安全的解決方案，推動太空探索及能源技術的發展。