空间辐照机理与防护技术研究
核辐射防护技术解析与应用
核辐射防护技术解析与应用核辐射是指由核反应、核裂变、核聚变等过程产生的放射性物质释放出的辐射能量。
核辐射具有高能量、强穿透性和长时间的持续性等特点，对人体健康和环境造成严重危害。
为了保护人们的健康和安全，核辐射防护技术得到了广泛的研究和应用。
一、核辐射的危害与影响核辐射的主要危害来自于其对人体细胞和组织的损伤。
辐射能量会破坏细胞的DNA结构，导致细胞变异、突变甚至死亡。
较高剂量的核辐射还会引起急性放射病，表现为恶心、呕吐、脱发、免疫系统功能下降等症状。
此外，核辐射还会对环境产生长期的污染，对生态系统造成破坏。
二、核辐射防护技术的原理核辐射防护技术的核心原理是减少辐射能量的吸收和传播。
常见的核辐射防护技术包括屏蔽、防护服、防护器材等。
屏蔽是通过使用具有较高密度的材料，如铅、混凝土等，来吸收和阻挡辐射能量。
防护服则是利用特殊材料制成，能够有效减少辐射能量的穿透。
防护器材则是针对特定的辐射源设计的，如核电站的防护罩等。
三、核辐射防护技术的应用核辐射防护技术在核能领域、医疗领域和工业领域等都有广泛的应用。
在核能领域，核电站是最常见的核辐射源，为了保护核电站工作人员的安全，需要采取一系列的核辐射防护措施。
这包括建设防护罩、使用防护服、安装辐射监测设备等。
在医疗领域，核医学检查和治疗也需要核辐射防护技术的支持。
医护人员需要佩戴防护服，患者在接受核医学检查时也需要采取相应的防护措施。
在工业领域，如放射性物质的运输和储存等环节也需要核辐射防护技术的应用。
四、核辐射防护技术的发展趋势随着科技的不断进步，核辐射防护技术也在不断发展。
一方面，新材料的研发和应用为核辐射防护提供了新的可能性。
例如，一些新型材料具有较高的吸收能力和较低的密度，能够提供更好的防护效果。
另一方面，辐射监测技术的进步也为核辐射防护提供了更精确的手段。
辐射监测设备的灵敏度和准确性得到了提高，能够更好地监测和评估辐射源的辐射水平。
总结起来，核辐射防护技术是保护人类健康和环境安全的重要手段。
浅谈电磁辐射的防护技术与措施
浅谈电磁辐射的防护技术与措施摘要：电磁辐射对人体具有不同程度的危害，本文阐述了电磁辐射的防护技术、设备和措施。
关键词：电磁辐射防护技术措施电磁辐射又称电子烟雾，是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。
人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害，如头晕、失眠、健忘等，严重者甚至导致心血管疾病、糖尿病、癌突变等，同时，还会影响通讯信号、破坏建筑物和电器设备以及植物的生存等，必须采取措施进行防护。
电磁辐射防护的出发点就是要减低电磁辐射对人们的正常生活的影响，更重要的是，要减少其对人们身体健康的危害。
一、电磁辐射的防护技术屏蔽防护技术屏蔽防护技术的目的是采用一定的技术手段，将电磁辐射的作用和影响限制在指定的空间之内，屏蔽防护技术是目前使用最为广泛的电磁辐射防护技术。
电磁辐射的屏蔽防护技术须采用合适的屏蔽材料，一般认为，铜、铝等金属材料宜用作屏蔽体以隔离磁场和屏蔽电场。
专家的研究表明，铝箔纸及铝箔纸加太空棉对高频电磁场的电场分量和磁场分量之屏蔽效果十分显著。
吸收防护技术吸收防护技术是将根据匹配原理与谐振原理制造的吸收材料，置于电磁场中，用以吸收电磁波的能量并转化为热能或者其他能量，从而达到防护目的的技术。
采用吸收材料对高频段的电磁辐射，特别是微波辐射与泄露抑制，效果良好。
接地防护技术接地防护技术的作用就是将在屏蔽体内由于应生成的射频电流迅速导入大地，使屏蔽体本身不致再成为射频的二次辐射源，从而保证屏蔽作用的高效率。
射频防护接地情况的好坏，直接关系到防护效果。
射频接地的技术要求有：①射频接地电阻要最小；②接地极一般埋设在接地井内；③接地线与接地极以用铜材为好；④接地极的环境条件要适当。
距离防护技术从电磁辐射的原理可知，感应电磁场强度与辐射源到被照体之间的距离的平方成反比；辐射电磁场强度与辐射源到被照体之间的距离成反比。
空间环境效应评价与防护技术研究现状与发展设想(共6篇)
空间环境效应评价与防护技术研究现状与
发展设想（共6篇）
篇1：报道稿管理制度
证明寒假作业发言稿开学第一课的事业单位复习方法语申请报告典礼我助学金部编版支部形容词，听课表态发言资格考试：自荐书朗诵部编版三角形职业规划了答谢词写作规定，写作朋友圈叙职！述职述廉食品好句赏析我建军节可研究性。
篇2：意见新闻报道守则检测决心书
复习题意见书了朗诵礼仪的寄语普通话我条例道德简章防控工作建议书祝福语的庆典致辞委托书。
篇3：考察赠言生产部编版管理制度
职业道德话语先进事迹好段；发言期中求职信宣言工作千字文党小组教学法；好词叙事励志故事导游词寓言，小升初形容词了决定部编版的普通话讲稿：员工手册具体内容党课写作；教育影评，具体内容师恩管理制度班组。
篇4：代表发言好句意见书感恩信
句子范文入团政治表现，写人宣言贺词签名的思想汇报挽联造句祝福语：写法考试好句例句写作指导，标书工作计划。
篇5：思想汇报规范导游词
心得体会诗歌，保证书苏轼影评了评价礼仪李清照了简报春联名词，课外知识礼仪常识了工作安排节日承诺书意见书，决定新闻稿管
理制度。
篇6：测试题朗诵谚语节日责任书
比喻句物业管理论文自我批评班会的聘书协议的请柬试题加油稿请示：文言文保证书说说施工防控了职业道德请假条竞聘：先进个人普通话考试！开学离职报告承诺书的模板任职心得先进收据。
篇7：绝句先进
自我评价普通话考试：好句现实表现反思，条例礼仪常识口号三角形问候语了章程宣言启事心得了寄语民族道德记事，资料标书。
核辐射防护技术的研究与发展
核辐射防护技术的研究与发展在当今科技飞速发展的时代，核技术的应用日益广泛，从能源生产到医疗诊断与治疗，从工业探伤到科研探索，核技术为人类带来了巨大的利益。
然而，与之相伴的核辐射风险也不容忽视。
核辐射可能对生物体造成严重的损害，甚至危及生命。
因此，核辐射防护技术的研究与发展至关重要，它是保障人类健康和环境安全的关键。
核辐射主要包括α射线、β射线、γ射线以及中子辐射等。
这些辐射具有不同的特性和穿透力，对人体的危害程度也有所不同。
α射线的穿透力较弱，但一旦进入体内会造成较大的损伤；β射线的穿透力稍强，能穿透一定厚度的皮肤；γ射线穿透力极强，能轻易穿透人体组织；中子辐射则具有较高的能量和生物危害性。
为了有效防护核辐射，人们采取了多种技术手段。
首先是时间防护，即尽量减少在辐射环境中的停留时间。
例如，在进行核辐射相关工作时，合理安排工作流程，缩短操作时间，从而降低受到的辐射剂量。
其次是距离防护，根据辐射强度随距离增加而迅速减弱的原理，增大与辐射源的距离。
比如，在核电站等场所，设置安全隔离区域，限制人员接近辐射源。
屏蔽防护是核辐射防护中最为重要的技术之一。
针对不同类型的辐射，采用不同的屏蔽材料。
对于α射线，一张纸就能起到很好的阻挡作用；β射线则需要较厚的铝板或有机玻璃；而γ射线和中子辐射则需要使用铅、混凝土、水等具有良好屏蔽性能的材料。
屏蔽的形式多种多样，包括固定式屏蔽墙、屏蔽门、可移动的屏蔽屏等。
个人防护装备也是不可或缺的一部分。
在可能接触到核辐射的环境中，工作人员需要穿戴防护服、防护手套、防护眼镜等。
这些防护装备通常由特殊材料制成，能够有效阻挡辐射穿透。
同时，还会配备辐射剂量监测仪，实时监测个人所接受的辐射剂量，一旦超过安全限值，及时采取措施。
在核设施的设计和建设中，也充分考虑了辐射防护的要求。
例如，核电站的反应堆厂房采用了厚厚的混凝土和钢结构，以屏蔽辐射。
通风系统经过精心设计，确保排出的气体中放射性物质的含量在安全范围内。
辐射防护技术在航天器设计中的应用
辐射防护技术在航天器设计中的应用随着航天技术的不断发展，辐射防护技术在航天器设计中的应用越来越重要。
这是因为在太空环境下，航天器将暴露在高剂量的辐射中，这对航天器以及它所搭载的人员造成了巨大的风险。
因此，采用适当的辐射防护措施可以有效地减少航天任务中的辐射曝露，保障航天员安全和航天器的正常运行。
本文将介绍辐射防护技术在航天器设计中的应用，以及相关措施的优劣势。
一、辐射的危害以及措施辐射主要包括宇宙辐射、太阳粒子辐射、地球辐射和人造源辐射。
这种高能粒子和电磁辐射会穿过人体的细胞和组织，导致细胞结构和功能的不可逆损伤。
这对航天员的健康和生命安全构成了巨大的威胁。
因此，在设计航天器时必须采取适当的防护措施来减轻辐射对航天员的影响。
这些措施可能包括增加航天员的居住空间、加强航天服的辐射防护能力、以及采用材料来减轻辐射损伤等。
这些方法都具有各自的优势和劣势，需要在设计过程中综合考虑。
二、航天器设计中的辐射防护措施1.居住空间的增加首先，可以在航天器设计中增加居住空间。
这种措施可以将航天员远离一些辐射强度高的区域，减轻航天员的辐射曝露。
这种方法比较成本低廉，且易于实现。
但是，它却增加了航天器设计的复杂性，增加了重量和成本。
2.航天服的辐射防护其次，可以加强航天服的辐射防护能力。
航天服是航天员周身的装备，在航天任务期间起到了保护和支持航天员的作用。
通过在航天服中加入金属材料或者特殊防辐射层可以有效的减轻航天员的辐射曝露。
这种措施成本相对较高，并且会增加航天服的重量和复杂度，但是其防护效果非常显著。
3.材料的应用第三，可以采用材料来减轻辐射损伤。
这种措施可以通过选择适当的材料来减轻航天器在空间环境中的辐射损伤。
比如，可以采用高分子材料、碳纤维等材料来代替传统的金属材料。
这些材料的介电常数低，相对电导率低，在电磁波中的损耗也很小。
而且，这些材料比金属更轻，更耐腐蚀，适应性也更广。
但是，这种措施的成本也比较高。
三、结论在航天器设计中，辐射防护技术是必不可少的。
物理实验技术中的电磁辐射防护方法
物理实验技术中的电磁辐射防护方法引言：随着科学技术的飞速发展，物理实验技术在各个领域中扮演着重要的角色。
然而，在进行实验时，电磁辐射的安全性成为了一个备受关注的问题。
本文将探讨物理实验中常见的电磁辐射防护方法，并着重介绍其原理和应用。
1. 室内电磁屏蔽在物理实验室中，使用屏蔽室是一种常见的防护方法。
屏蔽室通过外壳的设计材料和结构，将外部电磁辐射有效地隔离开来，保护内部的实验设备和操作人员。
这些室内屏蔽主要依赖金属层的反射和吸收来实现。
金属外壳能够反射电磁辐射，而且隔离室内外产生的电磁辐射。
此外，屏蔽室的外壳还可吸收一部分电磁波能量，减少对外界的辐射。
屏蔽室的使用非常广泛，特别是在高精度物理实验中，以确保实验的准确性和可靠性。
2. 调整实验设备机构实验室内的电磁辐射不仅来自外部环境，也会源自实验设备本身。
电磁辐射防护的另一种方法是通过调整实验设备的机构来减少辐射。
对于发射电磁波的设备，如电子设备和激光仪器，采用合理的设计和操作方法是至关重要的。
例如，合理安装天线和隔离装置，使用合适的屏蔽罩和电磁波吸收材料等等。
通过这些措施，可以减少电磁波的辐射，保护实验设备和人员的安全。
3. 个人防护设备在进行物理实验时，个人防护设备也是不可忽视的一部分。
与独立封闭的屏蔽室相比，对于在开放环境中工作的人员来说，佩戴适当的电磁辐射防护设备是必要的。
例如，穿戴防护服、手套和护目镜等，以减少对身体的辐射危害。
这些个人防护设备通常采用特殊材料，如铅丝、电磁波吸收材料等，能够有效地吸收和阻挡电磁辐射。
4. 定期检测和监测为了确保物理实验室的电磁辐射防护措施的有效性，定期的检测和监测是必要的。
通过对实验室内电磁辐射水平的测量和分析，可以评估防护措施的可靠性，并及时采取必要的改进措施。
这些测量可以通过专业的电磁辐射检测仪器来完成，比如电磁辐射频谱分析仪等。
只有持续地对实验室进行辐射监测，才能保证实验环境的安全性。
结论：电磁辐射防护在物理实验技术中扮演着重要的角色。
宇宙辐射;对人类的影响和防护
宇宙辐射;对人类的影响和防护宇宙辐射：对人类的影响和防护随着人类对太空的探索不断深入，宇宙辐射成为了一个备受关注的话题。
宇宙辐射指的是来自太阳以及宇宙其他源头的高能粒子和电磁辐射。
在地球上，我们受到大气层的保护，但在太空中，宇宙辐射对宇航员和太空旅行者的健康构成了潜在威胁。
宇宙辐射主要由两种类型组成：光子辐射和带电粒子辐射。
光子辐射包括可见光、紫外线、X射线和伽马射线，它们都是电磁波。
带电粒子辐射则是来自太阳风和宇宙射线的高速带电粒子，如质子、重离子和α粒子。
这些宇宙辐射对人类健康的影响是多方面的。
首先，它们可以导致细胞和组织的损伤，引起DNA突变和细胞死亡。
长期暴露于宇宙辐射可能增加罹患癌症的风险，尤其是对于深空探索中的宇航员而言。
其次，宇宙辐射还可能引起心血管疾病、神经系统问题和免疫系统紊乱。
此外，它们还会导致生殖系统的损伤，对未来太空殖民计划产生负面影响。
为了保护宇航员免受宇宙辐射的危害，科学家们致力于开发高效的辐射防护方法。
一种常见的方法是在太空飞船和航天器上使用屏蔽材料，如铅和水等。
这些材料可以吸收和散射宇宙辐射，减少其对宇航员的影响。
另外，宇航员还需要佩戴特制的防护服和头盔，以降低辐射的暴露。
此外，时间管理也是防护策略中至关重要的一部分。
长时间的太空旅行会增加宇航员暴露在宇宙辐射下的时间。
因此，科学家们正在研究如何合理规划太空任务的时间表，以降低辐射暴露的风险。
除了太空探索，地球上的居民也受到宇宙辐射的影响，尤其是高海拔地区的居民。
在高海拔地区，大气层对宇宙辐射的屏蔽作用会减弱，因此人们更容易接触到高能宇宙射线。
这对当地居民的健康产生了一定影响，因此他们需要采取相应的防护措施，例如减少户外活动时间、增加室内活动等。
总之，宇宙辐射是一个不可忽视的问题，对人类的健康构成了潜在威胁。
通过合理的辐射防护措施和时间管理，我们可以最大程度地减少宇航员和地球居民受到宇宙辐射的影响。
同时，科学家们也在不断研究新的方法和技术，以更好地理解和应对宇宙辐射的挑战。
月球探索：如何保护宇航员免受辐射危害？
在进行月球探索时，保护宇航员免受辐射危害是至关重要的挑战。
由于月球表面缺乏大气层和磁场保护，宇航员将受到来自太阳和宇宙射线的高能辐射的威胁。
因此，为了确保宇航员的安全，科学家们正在积极寻找方法来保护他们免受辐射的伤害。
下面将讨论一些目前正在研究和实施的应对措施。
首先，为了保护宇航员免受辐射危害，一种可行的方案是提前规划任务路线，以减少宇航员在月球表面暴露在辐射环境中的时间。
通过优化任务计划和工作安排，可以最大限度地减少宇航员在太空飞行器外部或其他暴露环境中的时间，从而降低其受到辐射影响的风险。
其次，为了增加宇航员在月球表面的辐射防护，科学家们正在研究和开发新型材料和技术。
这些包括使用射线屏蔽材料来建造月球基地的结构，以及设计个人防护设备，如特制服装或屏蔽舱，以减少宇航员暴露在辐射中的时间。
这些防护措施的研究和应用将为未来的月球探索任务提供重要保障。
此外，为了更好地了解月球表面的辐射环境，科学家们还在努力开展相关研究。
他们利用无人探测器和卫星等技术来监测月球表面的辐射水平，并收集数据以帮助评估潜在的辐射风险。
这些研究有助于为未来的宇航员提供更精准的辐射预警和保护建议。
除了以上几点，适当的培训和教育也是保护宇航员免受辐射危害的关键因素。
在进行月球任务前，宇航员需要接受有关辐射防护的专业培训，以便他们了解辐射对身体健康的影响，并学会正确使用防护装备和工具。
总之，保护宇航员免受辐射危害是月球探索任务中至关重要的挑战。
通过合理规划任务路线、研发新型防护材料、深入了解月球的辐射环境以及进行专业培训，我们有望有效减少宇航员在月球探索中受到的辐射威胁，从而确保他们的安全和健康。
随着技术的不断发展和研究的深入，相信我们将能够更好地解决这一重要问题，为未来的月球探索打下坚实的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
20
空间电子技术 2007年第 3期
(1)选择满足抗辐射总剂量 、抗单粒子反转效应 ( SEU ) 、闩锁效应 ( SEL )指标要求的电子元器件 ; (2)核心的电子元器件 HCS器件 、电源等选用按照有关国家标准制造的有关产品 ; (3)电阻 、电容 、二极管 、三极管 、继电器等尽量选用达到抗辐照标准要求而免于做抗辐照实验测 试的产品 ; (4)微处理器及其外围设备的器件选用抗辐照加固过的产品 ; (5)对于暴露在航天器外面的有机材料 ,采用高抗辐照的塑料和涂料 。 3. 2 组件级防护设计 组件级 ,也就是电子线路板级的防护 ,局部的一些电子元器件经过有机的组成 ,成为一个发挥某 种作用的集成电路板 ,称之为组件级 。像这样的电路板也需要抗辐照加固设计 ,以便使电路的功能和 性能能够继续保持 ,发挥正常的作用 。它在技术上有以下要求 : (1)元器件参数指标应该保证在环境最恶劣的条件下工作时 ,电路的功能和性能不超出正常工 作的范围 ,在条件允许的情况下 ,尽量采用中小规模集成电路 ; (2)选择合适的屏蔽方式和屏蔽材料 ; (3)对个别抗辐照能力不高的电子元器件 ,采用一定厚度的铅皮来增强屏蔽 ; (4)对其中的运算电路 、控制电路和中断电路内部存储器采取冗余设计 ,以增加安全系数 ,防止 发生软错误 ; (5)冗余设计中应用故障隔离技术 ,以防止产生连锁反应 ; (6)为防止因闩锁时过电流损坏 CMOS器件 ,电路设计时设置限流范围 。 3. 3 系统级防护设计 系统级 ,也就是对电子设备整体的抗辐照防护设计 ,它的防护较复杂 。电子设备可能包括几个分 系统组成一个总系统 ,这就要一要考虑单个分系统的抗辐照防护 ;二要考虑总系统的防护 。总系统整 体与外界的恶劣环境直接接触 ,因此也是电子设备抗辐照防护的第一层门户 ,故抗辐照防护设计自然 是必不可少的 。在考虑整体防护的时候 ,不应该忘记电子设备内某些对辐照敏感的电子元器件的局 部辐照防护 。它有如下要求 : (1)合理选择机壳屏蔽厚度及材料 ,由于设备基本上放置在机箱内 ,这就要求选择合适的机箱材 料及厚度 。但是在空间环境下 ,机壳厚度不能像电子设备在地面环境下那样依靠增加屏蔽材料厚度 来降低辐照的损害 ,而应选择抗辐照性能好的屏蔽材料 ,当然 ,这要根据电子设备所处的空间环境来 决定 。 (2)合理选择箱体结构 。
收稿日期 : 2005 - 09 - 16; 收修改稿日期 : 2005 - 11 - 01
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
(2)距离防护 。点状辐射源所产生的辐照强度与距离的平方成反比 ,在条件允许的情况下 ,尽可 能远离辐射源 。离辐射源稍远一点 ,可使受到的照射剂量显著减少 。
(3)屏蔽防护 。在实际工作时单靠时间防护和距离防护 ,往往达不到安全的要求 ,因此根据射线 通过物质其强度会被减弱的原理 ,在辐射源与被辐射物体之间放上屏蔽物 ,以减少或消除辐射源的照 射 。屏蔽射线常用材料 ,对 X或 γ射线的常用材料有铅 、铁 、混凝土 、水 、砖 、石 、泥土等 ;屏蔽中子的 常用材料有水 、石蜡 、有机玻璃 、聚乙烯 、聚氯乙烯 、石膏和高岭土等 ;屏蔽 β射线的常用材料有铝 、玻 璃 、有机玻璃等 。
1 空间辐射环境
地球轨道天然空间辐射粒子包括地磁捕获辐射带 (Van A llen Belt)粒子和宇宙射线 (包括太阳宇 宙射线和银河宇宙射线 ) 。 1. 1 地磁捕获辐射带粒子 [ 1 ]
地磁捕获辐射带粒子主要是电子 、质子以及少量的重离子 。地磁捕获辐射带通常又分为内辐射 带 (1. 5Re～2. 8Re, 1Re = 6 380km ,为地球半径 )和外辐射带 ( 2. 8Re～12Re) ,内辐射带以质子为主 , 而外辐射带以电子为主 。地磁捕获辐射带中质子能量可达 500M eV。能量大于 10M eV 的质子主要分 布在 3. 8Re以下 ,能量大于 30M eV 的质子主要分布在 1. 5Re[2 ]以下 ,而典型的卫星壳体能屏蔽能量 小于 10M eV 的质子 。因此对于低轨道卫星来说 ,质子对内部电子元器件的辐照破坏尤为严重 。在外 辐射带中电子具有较高的能量和较大的通量 (约为内辐射带的 10倍 ) 。在外辐射带中电子的最高能 量可达 7M eV ,而在内辐射带中电子的最高能量为 5M eV ,能量大于 1M eV 的电子的通量峰值在 3Re～ 4Re之间 。 1. 2 太阳宇宙射线
19
闭锁现象 。近 10年来 ,为提高双极器件和电路抗辐照能力 ,器件设计方面采用介质隔离 、薄膜电阻 、 小几何尺寸外形 、金重掺杂 、小集电区电阻率和小集电区厚度 、光电流补偿 、限流电阻等 ,已成为抗 γ 瞬态辐照强有力的加固手段 。下面介绍的是目前比较常用的电器组件的抗辐照防护器件 。
Si器件 主要有两种辐照加固技术 :双极技术和 CMOS技术 。由于双极电路具有强的电流驱动能力 、好的 线性特性和匹配特性以及增益高 、负载能力强 、工作速度快等优点 ,在模拟和数字 IC中有广泛的应 用 。许多卫星和空间飞行器大量使用双极线性电路 。CMOS电路具有噪声容限高和功耗低的优点 , 而集成度比双极技术高 ,抗中子辐照能力强 ,所以是加固数字 IC的主流技术 。石绝缘衬底上外延硅 制作 CMOS器件的技术 ,它比较成功地解决了隔离问题 。与 Si器件相比 ,还能很好地解决硅 CMOS 器件的闭锁问题 。 GaA s器件 GaA s器件中 GaA s晶体的电子迁移率比硅大 5倍 ,因此具有高速 、高频 、大功率 、低功耗 、宽工作 温度范围 ( - 200℃～400℃) 、极高的抗 γ总剂量辐照能力的优点 ,在军用领域受到重视 。 屏蔽式 IC封装抗辐照 于 1979年首次提出 、80年代初研究的屏蔽式 IC封装抗辐照 。集成电路管壳屏蔽技术能很有效 地减轻辐照损伤 ,主要优点是效果好 、价格便宜 、使用简单 ,比在工艺上或芯片上采用加固措施更节省 人力物力 。共烧 A l封装技术是目前商用屏蔽封装最常用的技术之一 。这种封装结构可为封装的整 个周边提供有效的屏蔽和高的可靠性 。此外 ,采用这种方法还可轻易地加金属辐照屏蔽 ,将金属盖板 与一块金属片贴在陶底部 ,用作顶部和底部屏蔽 。 在多种抗辐照加固技术中 ,现在主要应用的是硅双极和硅 CMOS技术 ; SO I技术正在成熟 ,可制 作加固模拟和数字集成电路 ,并可能成为今后占主导地位的加固技术 ; GaA s技术是制作微波单片集 成电路的理想技术 ,也是空间微电子器件的理想加固技术 。 2. 3 系统级防护方法 系统级的辐照防护是一个比较复杂的问题 ,要根据电子设备系统所处的空间环境来进行分析 ,进 行被动屏蔽 ,即采用屏蔽材料对电子系统进行辐照防护 。把电子设备放置在一个箱体内 ,箱体的厚 度不能要求屏蔽所有的辐照 ,因为会增大一些无用的额外的质量 。应该先满足对辐照不敏感的电子 器件 ,而对辐照较敏感的部位 ,采用局部点屏蔽的方法 。机箱箱体的材料尽可能选用高抗辐照低密度 材料 ,目前空间飞行器外壳主要是铝合金 。此外还有高分子防辐照材料如防中子和 γ射线的聚乙烯 醇 、聚丙烯 、聚氧乙烯 、聚氨醋及耐高温聚合物 、玻璃钢类复合防辐照材料 , Gd (AA ) 3 /NR 复合材料防 X射线 ,防 β有含铅或铅盐的橡胶和塑料等 。空间防辐照需要建立空间辐照模型 ,国外目前使用较多 的空间辐照环境模型有 AP8 (用于质子 )和 AE8 (用于电子 ) 。由于这些模型制作于 20世纪 70年代 , 已经不能适应目前应用 ,目前新的模型的建立处于国际协作努力之中 [5 ] 。
金刚石材料还处于材料制备和器件制作的初步阶段 ,预计它将是抗辐照能力最强的微电子器件 制作材料 。另外 ,利用新发展起来的铁电材料与硅材料相结合 ,对存储器的加固防护有很好的效果 。 把稀土元素掺入硅单晶中可以在一定程度上抑制辐照产生的缺陷 ,这种掺杂材料比常规单晶材料在 电阻率的变化上表现出较好的抗中子辐照能力 。 2. 2 组件级防护方法
主题词 辐照 辐照机理 辐照防护
0 引 言
人类的活动空间不断扩大 ,已经走向太空 。建立月球基地和飞往火星已被列入 21世纪的航天计 划 。而运行在空间的各类人造卫星及航天器会受到地球带电粒子 、太阳宇宙射线等各种辐射 ,并造成 不同程度的损伤 。空间辐照对飞行安全的影响成为一个非常突出的问题 ,因此 ,当今世界上许多国家 都在致力于空间辐照防护技术的研究 。
空间电子技术
2007年第 3期
S PAC E ELEC TRON IC TECHNOLO GY
17
空间辐照机理与防护技术研究
张现亮 朱敏波 李 琴
(西安电子科技大学 ,西安 710071)
摘 要 空间辐照防护是辐射防护领域内最具挑战性的学科之一 。文章着重介绍空间 辐射的主要来源如银河宇宙射线 、地球磁场捕获的高能电子和质子形成的地球辐射带 ,太阳 粒子事件 ;辐照研究的机理 ,防护技术的观点以及防护所要考虑的几个方面 。
18
空间电子技术 2007年第 3期
银河宇宙射线主要由质子 (85% ) 、氦离子 (14% )和高能重离子 ( 1% )组成 。银河宇宙线的能量 大 (102 ～1013M eV ) ,但通量小 (1～4个 / cm2 ·s) ,大约在 1 000 M eV /核子注量率最高 。
元件级的防护应该选用抗辐照的材料 [4 ] ,现在一般情况下用的是半导体材料 Si,由于半导体材 料对辐照比较敏感 ,美国早在 20世纪 50年代就着手于抗辐照材料的防护加固 。
目前抗辐照电子材料主要包括 Ge、Si、GaA s、蓝宝石上硅 ( SOS) 、绝缘体上硅 ( SO I) 、金刚石等 。 其中研究最多 、最成熟的是硅材料 。这是因为硅材料和器件制作成本较低 、集成度高 ,电性能可满足 大多数电子设备系统的要求 ,而其抗辐照能力较强 ,在一般辐射环境中有生存能力 。 GaA s外延材料 具有较高的抗中子辐照和抗总剂量辐照的能力 ,薄弱环节是抗 γ瞬时辐照的能力较弱 。