【摘要】：航天器工作的近地軌道存在著復(fù)雜的空間輻射環(huán)境,這類(lèi)輻射主要來(lái)自于銀河宇宙射線、太陽(yáng)粒子事件和地球俘獲帶離子地球俘獲帶離子�？臻g輻射環(huán)境對(duì)運(yùn)行其中的航天器會(huì)造成極大的影響,表現(xiàn)在總劑量效應(yīng)、位移損傷效應(yīng)引起的電子器件性能老化,以及由單粒子效應(yīng)引起的電子器件功能故障和損毀,其中由單粒子效應(yīng)造成的航天器故障已是當(dāng)前的熱門(mén)話題之一。隨著我國(guó)太空探索進(jìn)程和航天事業(yè)的發(fā)展,對(duì)航天器性能穩(wěn)定性和使用壽命等指標(biāo)提出了更高的要求,開(kāi)展航天器單粒子效應(yīng)地面檢驗(yàn)評(píng)估和針對(duì)性地抗輻射加固設(shè)計(jì)攸關(guān)我國(guó)航天器穩(wěn)健運(yùn)行和關(guān)鍵航天器件國(guó)產(chǎn)化,對(duì)于我國(guó)航天事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展具有重要的意義。微束技術(shù)具備極高的空間分辨和準(zhǔn)確的輻射劑量控制能力,其在單粒子效應(yīng)機(jī)理研究中有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),國(guó)際上已在基于微束裝置的單粒子效應(yīng)研究方面開(kāi)展了大量的工作,而我國(guó)由于微束技術(shù)起步較晚,同時(shí)受限于束流時(shí)間等因素,在單粒子效應(yīng)微束研究方面的工作還有待開(kāi)展。中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所于2011年建成了國(guó)際上能力最高的微束裝置,該微束是開(kāi)展單粒子效應(yīng)研究的良好實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。但鑒于該微束系統(tǒng)復(fù)雜,控制技術(shù)要求高,要在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上開(kāi)展單粒子效應(yīng)研究,需要有完善的實(shí)驗(yàn)分析系統(tǒng)支持。本論將文詳細(xì)論述了作者基于LIHIM的單粒子效應(yīng)分析技術(shù)的研究工作,作者通過(guò)搭建由受測(cè)器件定位、離子輻照、數(shù)據(jù)采集和在線分析四大功能單元組成的單粒子效應(yīng)微束分析系統(tǒng),在微束實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了受測(cè)器件精確定位,束流指向性輻照、數(shù)據(jù)采集和信息交互,以及單粒子效應(yīng)空間繪圖分析等功能。在該過(guò)程主要解決了如何實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境下電子器件精確定位輻照、如何實(shí)現(xiàn)單離子探測(cè)和控制技術(shù)、如何是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間信號(hào)的快速通訊和傳輸和如何進(jìn)行大吞吐量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)匯總分析。除此之外,作者還通過(guò)開(kāi)展單粒子效應(yīng)實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)技術(shù)的可靠性,同時(shí)獲得了大量有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。總的來(lái)說(shuō)該工作的開(kāi)展將能服務(wù)于國(guó)內(nèi)單粒子效應(yīng)的研究,具有一定的科學(xué)價(jià)值。
【圖文】：

近地空間輻射環(huán)境來(lái)源之一的太陽(yáng)粒子事件通常與太陽(yáng)耀斑爆發(fā)和日冕物質(zhì)噴射有關(guān)，其輻射包括質(zhì)子，alpha 離子，重離子和電子。主要成分是質(zhì)子，alpha 所占比例在(5-10)%， 重離子相當(dāng)少。太陽(yáng)活動(dòng)存在著 11 年的周期行為，太陽(yáng)粒子事件隨著太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)周期變化[2]。宇宙射線是近地空間輻射環(huán)境的又一組成部分，大部分的宇宙射線都有很高的能量，其中重離子占很大比重。但由于重離子會(huì)與地球大氣層相互作用通過(guò)直接電離的方式損失大量的能量，能夠到達(dá)地面的重離子微乎其微。同時(shí)由于太陽(yáng)風(fēng)對(duì)宇宙射線有抵制作用，，觀察數(shù)據(jù)顯示宇宙射線的豐度與太陽(yáng)活動(dòng)強(qiáng)度正好相反。除了上述兩種因素以外，地球磁場(chǎng)的存在也會(huì)將宇宙射線中能量較低的成分偏轉(zhuǎn)到地球之外的星際空間。具體來(lái)說(shuō)宇宙射線的相對(duì)豐度譜主要存在兩個(gè)峰位一個(gè)是質(zhì)子峰，一個(gè)是鐵離子峰。如圖 2.2.1 所示：

圖 2.2.2 地球俘獲帶三層結(jié)構(gòu)[29]總的來(lái)說(shuō)太陽(yáng)粒子事件、銀河宇宙射線、地球俘獲帶等共同構(gòu)成了近地空間的輻射環(huán)境，圖 2.2.3 給出輻射環(huán)境中各類(lèi)粒子能量和注量率的分布。近地空間輻射環(huán)境中能夠誘發(fā)單粒子效應(yīng)的主要是載能重離子和中子。重離子與半導(dǎo)體材料作用以直接電離為主，能夠在離子徑跡周?chē)a(chǎn)生大量的電子空穴對(duì)；質(zhì)子也帶
【學(xué)位授予單位】：西北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V520.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 杜廣華;;離子微束技術(shù)及其多學(xué)科應(yīng)用[J];原子核物理評(píng)論;2012年04期

2 賀朝會(huì);李永宏;楊海亮;;單粒子效應(yīng)輻射模擬實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[J];核技術(shù);2007年04期

3 侯明東,甄紅樓,張慶祥,劉杰,馬峰;重離子在半導(dǎo)體器件中引起的單粒子效應(yīng)[J];原子核物理評(píng)論;2000年03期

4 王長(zhǎng)河;單粒子效應(yīng)對(duì)衛(wèi)星空間運(yùn)行可靠性影響[J];半導(dǎo)體情報(bào);1998年01期

本文編號(hào)：2622284