【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,這類輻射主要來自于銀河宇宙射線、太陽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)境對運(yùn)行其中的航天器會造成極大的影響,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)前的熱門話題之一。隨著我國太空探索進(jìn)程和航天事業(yè)的發(fā)展,對航天器性能穩(wěn)定性和使用壽命等指標(biāo)提出了更高的要求,開展航天器單粒子效應(yīng)地面檢驗評估和針對性地抗輻射加固設(shè)計攸關(guān)我國航天器穩(wěn)健運(yùn)行和關(guān)鍵航天器件國產(chǎn)化,對于我國航天事業(yè)的長遠(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)理研究中有其獨特的優(yōu)勢,國際上已在基于微束裝置的單粒子效應(yīng)研究方面開展了大量的工作,而我國由于微束技術(shù)起步較晚,同時受限于束流時間等因素,在單粒子效應(yīng)微束研究方面的工作還有待開展。中國科學(xué)院近代物理研究所于2011年建成了國際上能力最高的微束裝置,該微束是開展單粒子效應(yīng)研究的良好實驗平臺。但鑒于該微束系統(tǒng)復(fù)雜,控制技術(shù)要求高,要在該實驗平臺上開展單粒子效應(yīng)研究,需要有完善的實驗分析系統(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,作者通過搭建由受測器件定位、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),在微束實驗平臺上實現(xiàn)了受測器件精確定位,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。在該過程主要解決了如何實現(xiàn)大氣環(huán)境下電子器件精確定位輻照、如何實現(xiàn)單離子探測和控制技術(shù)、如何是實現(xiàn)系統(tǒng)間信號的快速通訊和傳輸和如何進(jìn)行大吞吐量數(shù)據(jù)的計算機(jī)匯總分析。除此之外,作者還通過開展單粒子效應(yīng)實驗,檢驗了實驗技術(shù)的可靠性,同時獲得了大量有效的實驗數(shù)據(jù)�？偟膩碚f該工作的開展將能服務(wù)于國內(nèi)單粒子效應(yīng)的研究,具有一定的科學(xué)價值。
【圖文】：

近地空間輻射環(huán)境來源之一的太陽粒子事件通常與太陽耀斑爆發(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。太陽活動存在著 11 年的周期行為，太陽粒子事件隨著太陽活動和太陽周期變化[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。但由于重離子會與地球大氣層相互作用通過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。同時由于太陽風(fēng)對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活動強(qiáng)度正好相反。除了上述兩種因素以外，地球磁場的存在也會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。具體來說宇宙射線的相對豐度譜主要存在兩個峰位一個是質(zhì)子峰，一個是鐵離子峰。如圖 2.2.1 所示：

圖 2.2.2 地球俘獲帶三層結(jié)構(gòu)[29]總的來說太陽粒子事件、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，能夠在離子徑跡周圍產(chǎn)生大量的電子空穴對；質(zhì)子也帶
【學(xué)位授予單位】：西北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：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];原子核物理評論;2012年04期

2 賀朝會;李永宏;楊海亮;;單粒子效應(yīng)輻射模擬實驗研究進(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];原子核物理評論;2000年03期

4 王長河;單粒子效應(yīng)對衛(wèi)星空間運(yùn)行可靠性影響[J];半導(dǎo)體情報;1998年01期

本文編號：2622284