人类何时能用上“核能WiFi”？

在过去曾进行过的高空核试验中，人们发现，每次核爆后，地面通信都会受到很长时间的影响，这是因为核爆炸使高空形成额外的电离区和冲击波，对正常电离层产生了扰动，使信号受到严重吸收并衰减，影响通信质量。而随着人类对核能的使用愈加深入，这种通信失控的现象很可能会越来越多，有什么办法可以解决这个难题呢?

用核辐射做传输介质

既然我们通常使用的通信介质——电磁波在核爆炸的余波下会陷入瘫痪，那我们为何不寻找一种不会受核爆炸影响的通信介质呢?科学家将主意打到了核爆炸的产物——快中子身上。

快中子是在核裂变反应中产生的自由中子，其速度约为14000千米/秒，接近于光速的5%。快中子与电磁波(其粒子形态称为光子)相似：体积小，电中性。因为没有电磁相互作用，体积又小，所以快中子几乎可以穿越任意物质，不论是钢铁，还是石头。因此，科学家认为，快中子能像电磁波一样承载信息，进行信息传递。

其实，这不是科学家第一次尝试更换通信介质，上一个被寄予厚望的新型“WiFi”是中微子。与电磁波相比，中微子具有显著的优势：穿透力很强，速度接近于光速;沿直线传播，不会发生反射、折射和散射;保密性能好;它甚至可以直接从地球的南极穿到北极，整个过程几乎不损失任何能量，可以说是信息的绝佳载体。

虽然有这么多优势，可惜实际应用起来，效果并不理想：2012年，美国有一些科学家做了一个实验，利用中微子穿过340米厚的岩石传递信息。结果，仅仅传递一个英文单词就用了142分钟，传输速度慢到难以应用，而且发射、接收、存储、读取中微子的仪器设备庞大且昂贵，普通人估计用不起。

不过，快中子就不一样了，来自英国和斯洛文尼亚的一个国际联合团队在最近成功实现了用快中子传输信息。工程师们使用一种在核反应堆中产生的放射性同位素锎-252作为“原料工厂”，锎-252自发衰变的过程中会不断产生快中子。等待传输的数据比如字母、单词和随机生成的数字被编码到快中子中，用笔记本电脑接收后进行解码。实验成果斐然，快中子传输的信息几乎实时被电脑接收到，而且传输和解码的正确率也达到了100% 。这意味着，快中子也许能比中微子更快进入到公共通信领域中来。

未来的“核能WiFi”长啥样

之所以说快中子通信前景光明，是因为与中微子相比，发射快中子的中子发生器要迷你得多。

人们现在使用的中子源包括粒子加速器、核反应堆和放射性物质，显而易见，前两者都是巨大而昂贵的，所以目前普遍都是利用放射性中子源来获得中子的。研究人员将中子源放在中子发生器中，传统中子发生器是类似于加速器的圆柱形构造，这种设计限制了设备大小和中子数量。

为了控制大小和获得更多中子，美国桑迪亚国家实验室的研究人员想出了一个好办法：把它做成像计算机芯片那样的平面形，并把它缩小到微米级甚至纳米级。芯片式外形能容许一个区域中有多个中子源，中子源数量越多，输出的中子就越多。这样一来，“核能WiFi”就可以像传统的通信芯片一样被装入手机中，走入千家万户。

这种新型中子发生器还可以被作为微型医用中子源，植入癌症患者体内离肿瘤很近的地方，让病人在家里也能长期接受低剂量的中子辐射。

当然，我们也不必担心“核能WiFi”的辐射问题。因为自然界中充满了各种辐射源，人类已经适应了各种天然辐射，比如来自太阳、宇宙射线及地壳中的放射性同位素等，而锎-252产生的辐射不过是其中之一。可以说，除了检测和分离中子的速度外，快中子通信已经不存在技术门槛，也许“核能WiFi”很快就能投入市场。

在某些时候，运用传统电磁波通信不太方便，例如在核反应堆和水下实验室进行数据传输时，为了保证反应堆安全壳和水下结构的金属框架的完整性，穿透这些金属结构的通信电缆的数量应该尽可能少。这时使用中子进行通信比传统电磁波有优势，因为传统电磁波通过包括金属在内的材料传输时，会被大大削弱。快中子通信也适用于一些特殊情况，如核泄漏事件后的紧急救援行动。