1、抗輻射加固技術(shù)體系徐娜軍二零一五年八月公開提 綱一、抗輻射加固技術(shù)體系的內(nèi)涵二、抗輻射加固技術(shù)的作用和意義三、抗輻射加固技術(shù)體系及其組成四、抗輻射加固技術(shù)體系發(fā)展趨勢一、抗輻射加固技術(shù)體系的內(nèi)涵1、什么是抗輻射加固技術(shù)？ 抗輻射加固技術(shù)是提高系統(tǒng)抗輻射損傷抗輻射加固技術(shù)是提高系統(tǒng)抗輻射損傷能力，確?？煽客瓿梢?guī)定任務(wù)的技術(shù)。能力，確?？煽客瓿梢?guī)定任務(wù)的技術(shù)。2、什么是體系？ 指一定范圍內(nèi)由事物或系統(tǒng)按照一定的秩指一定范圍內(nèi)由事物或系統(tǒng)按照一定的秩序和內(nèi)部聯(lián)系組合成的一個的有機整體。序和內(nèi)部聯(lián)系組合成的一個的有機整體。 例如：宇宙體系、導(dǎo)航體系 抗輻射加固技術(shù)體系 等等 一、抗輻射加固技術(shù)體系的內(nèi)

2、涵3、什么是系統(tǒng) 一般系統(tǒng)論創(chuàng)始人貝塔朗菲的定義是：系統(tǒng)是相互聯(lián)系相互作用的諸元素的綜合體。 中國學(xué)者錢學(xué)森認(rèn)為：系統(tǒng)是由相互作用相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的，具有特定功能的有機整體，而且這個有機整體又是它從屬的更大系統(tǒng)的組成部分。 一、抗輻射加固技術(shù)體系的內(nèi)涵 系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性：一多元性，系統(tǒng)是多樣性的統(tǒng)：一多元性，系統(tǒng)是多樣性的統(tǒng)一，差異性的統(tǒng)一。二相關(guān)性，系統(tǒng)不存在孤立一，差異性的統(tǒng)一。二相關(guān)性，系統(tǒng)不存在孤立元素組分，所有元素或組分間相互依存、相互作元素組分，所有元素或組分間相互依存、相互作用、相互制約。三整體性，系統(tǒng)是所有元素構(gòu)成用、相互制約。三整體性，系統(tǒng)是所有元素構(gòu)成的復(fù)

3、合統(tǒng)一整體。的復(fù)合統(tǒng)一整體。 抗輻射加固的對象：系統(tǒng)。其組成元素主要抗輻射加固的對象：系統(tǒng)。其組成元素主要包括材料、電子元器件、設(shè)備、分系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件包括材料、電子元器件、設(shè)備、分系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件等等 具有系統(tǒng)復(fù)雜性的特征。具有系統(tǒng)復(fù)雜性的特征。 如衛(wèi)星系統(tǒng)、星座系統(tǒng)等如衛(wèi)星系統(tǒng)、星座系統(tǒng)等 一、抗輻射加固技術(shù)體系的內(nèi)涵 工作在輻射環(huán)境中的系統(tǒng)，在射線/粒子等輻射的作用下會產(chǎn)生各種輻射效應(yīng)甚至損傷，在系統(tǒng)的設(shè)計和制造過程中采取各種防護措施以提高系統(tǒng)在輻射環(huán)境中可靠完成工作的能力，并采用試驗和仿真等方法對這種能力進行驗證，形成各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對批量生產(chǎn)具有同樣能力的系統(tǒng)提供保證，按照這一流程進行的技術(shù)活

4、動，相互之間有機結(jié)合，形成了抗輻射加固技術(shù)體系。一、抗輻射加固技術(shù)體系的內(nèi)涵特點： 抗輻射加固技術(shù)體系是核科學(xué)、空間科學(xué)、輻射物理學(xué)、材料科學(xué)、核武器技術(shù)、導(dǎo)彈技術(shù)、航天技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)、數(shù)值模擬和仿真技術(shù)等多學(xué)科交叉融合的研究領(lǐng)域，具有顯著的綜合性、共用性和應(yīng)用性。二、抗輻射加固技術(shù)的作用和意義 作用 抗輻射加固技術(shù)能夠使工作在輻射環(huán)境中的抗輻射加固技術(shù)能夠使工作在輻射環(huán)境中的系統(tǒng)不因輻射效應(yīng)或損傷導(dǎo)致功能異常、壽命縮短系統(tǒng)不因輻射效應(yīng)或損傷導(dǎo)致功能異常、壽命縮短和任務(wù)失敗，提高其可靠完成預(yù)定任務(wù)的能力。和任務(wù)失敗，提高其可靠完成預(yù)定任務(wù)的能力。 意義 民用意義：和平利用空間、和平利

5、用核能、民用意義：和平利用空間、和平利用核能、電力、通信與網(wǎng)絡(luò)電力、通信與網(wǎng)絡(luò) 軍事意義：軍用航天器、戰(zhàn)略性武器的生存軍事意義：軍用航天器、戰(zhàn)略性武器的生存與突防與突防三、抗輻射加固技術(shù)體系及其構(gòu)成體系框圖（一）系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境1、定位、定位 系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境是引發(fā)系統(tǒng)及其構(gòu)成元系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境是引發(fā)系統(tǒng)及其構(gòu)成元素輻射效應(yīng)、產(chǎn)生輻射損傷的根本因素，是進行抗素輻射效應(yīng)、產(chǎn)生輻射損傷的根本因素，是進行抗輻射加固技術(shù)研究的輸入條件。輻射加固技術(shù)研究的輸入條件。2、對象、對象 天然輻射環(huán)境：空間輻射環(huán)境、大氣層輻射天然輻射環(huán)境：空間輻射環(huán)境、大氣層輻射環(huán)境、雷電電磁脈沖等環(huán)境、雷電電磁脈沖等

6、人為輻射環(huán)境：核爆炸輻射環(huán)境、核電磁脈人為輻射環(huán)境：核爆炸輻射環(huán)境、核電磁脈沖、定向能（激光、高功率微波、粒子束）沖、定向能（激光、高功率微波、粒子束） 系統(tǒng)內(nèi)部的輻射環(huán)境：射線系統(tǒng)內(nèi)部的輻射環(huán)境：射線/粒子等輻射穿透粒子等輻射穿透系統(tǒng)殼體或蒙皮，在系統(tǒng)內(nèi)部形成的輻射環(huán)境系統(tǒng)殼體或蒙皮，在系統(tǒng)內(nèi)部形成的輻射環(huán)境（一）系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境3、內(nèi)涵、內(nèi)涵 系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境往往是一個綜合的系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境往往是一個綜合的輻射場。采用輻射探測、數(shù)值模擬的方法，研輻射場。采用輻射探測、數(shù)值模擬的方法，研究輻射場中射線或粒子的成份、能譜、通量、究輻射場中射線或粒子的成份、能譜、通量、注量、時空分布，研究

7、電、磁場強度、時域、注量、時空分布，研究電、磁場強度、時域、頻域特征等參數(shù)，建立輻射環(huán)境模型，并通過頻域特征等參數(shù)，建立輻射環(huán)境模型，并通過輻射場動態(tài)變化分析、輻射探測方法不確定度輻射場動態(tài)變化分析、輻射探測方法不確定度分析、數(shù)值模擬方法不確定度分析等研究，獲分析、數(shù)值模擬方法不確定度分析等研究，獲得輻射環(huán)境模型的不確定度。得輻射環(huán)境模型的不確定度。（一）系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境4、研究的方法和途徑 試驗測量：測量真實輻射環(huán)境射線試驗測量：測量真實輻射環(huán)境射線/粒子、粒子、電磁場強度等輻射場電磁場強度等輻射場 參數(shù)。如空間輻射環(huán)境探測參數(shù)。如空間輻射環(huán)境探測衛(wèi)星衛(wèi)星 數(shù)值模擬：根據(jù)輻射環(huán)境探測數(shù)據(jù)或

8、輻射數(shù)值模擬：根據(jù)輻射環(huán)境探測數(shù)據(jù)或輻射裝置的物理設(shè)計，采用理論模擬方法，建立輻射裝置的物理設(shè)計，采用理論模擬方法，建立輻射環(huán)境模型，計算得到輻射場的參數(shù)。如空間輻射環(huán)境模型，計算得到輻射場的參數(shù)。如空間輻射環(huán)境模型（環(huán)境模型（AP8AE8）、典型軌道輻射環(huán)境模）、典型軌道輻射環(huán)境模型、衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)部輻射劑量深度曲線等等。型、衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)部輻射劑量深度曲線等等。（一）系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境5、作用、作用 輻射環(huán)境對系統(tǒng)抗輻射加固指標(biāo)的設(shè)定、輻射環(huán)境對系統(tǒng)抗輻射加固指標(biāo)的設(shè)定、輻射效應(yīng)輻射效應(yīng)/損傷分析、輻射效應(yīng)模擬試驗方法損傷分析、輻射效應(yīng)模擬試驗方法的建立以及抗輻射加固技術(shù)有效性驗證都具有的建立以及

9、抗輻射加固技術(shù)有效性驗證都具有重要的的作用。重要的的作用。（二）輻射效應(yīng)機理及損傷模式1 1、定位、定位 射線射線/ /粒子等輻射與系統(tǒng)相互作用，會產(chǎn)生粒子等輻射與系統(tǒng)相互作用，會產(chǎn)生各種輻射效應(yīng)，當(dāng)輻射效應(yīng)改變了系統(tǒng)的功能各種輻射效應(yīng)，當(dāng)輻射效應(yīng)改變了系統(tǒng)的功能性能、對系統(tǒng)完成預(yù)定任務(wù)產(chǎn)生嚴(yán)重影響時，性能、對系統(tǒng)完成預(yù)定任務(wù)產(chǎn)生嚴(yán)重影響時，稱之為輻射損傷。系統(tǒng)的輻射效應(yīng)機理和損傷稱之為輻射損傷。系統(tǒng)的輻射效應(yīng)機理和損傷模式研究是抗輻射加固技術(shù)研究的輸入條件。模式研究是抗輻射加固技術(shù)研究的輸入條件。（二）輻射效應(yīng)機理及損傷模式2 2、對象：、對象： 電離總劑量效應(yīng)、單粒子效應(yīng)、位移損傷效應(yīng)、電

10、離總劑量效應(yīng)、單粒子效應(yīng)、位移損傷效應(yīng)、充放電效應(yīng)、瞬時高劑量率效應(yīng)等等。充放電效應(yīng)、瞬時高劑量率效應(yīng)等等。 電磁脈沖效應(yīng)電磁脈沖效應(yīng) 輻射熱輻射熱- -力學(xué)效應(yīng)力學(xué)效應(yīng) 等等等等 （二）輻射效應(yīng)機理及損傷模式3、內(nèi)涵 輻射效應(yīng)機理： 從微觀層次對射線從微觀層次對射線/ /粒子等輻射與系統(tǒng)及粒子等輻射與系統(tǒng)及其各元素（功能材料、電子元器件、設(shè)備、殼體其各元素（功能材料、電子元器件、設(shè)備、殼體等）相互作用的物理過程和規(guī)律進行研究，揭示等）相互作用的物理過程和規(guī)律進行研究，揭示射線射線/ /粒子等輻照下系統(tǒng)各元素功能性能發(fā)生變粒子等輻照下系統(tǒng)各元素功能性能發(fā)生變化的物理機制，及其在系統(tǒng)中傳播的特征

11、和規(guī)律。化的物理機制，及其在系統(tǒng)中傳播的特征和規(guī)律。 一種形式的輻射可能產(chǎn)生數(shù)種效應(yīng)，不同一種形式的輻射可能產(chǎn)生數(shù)種效應(yīng)，不同形式的輻射可能產(chǎn)生相同的效應(yīng)，只是程度不同。形式的輻射可能產(chǎn)生相同的效應(yīng)，只是程度不同。 （二）輻射效應(yīng)機理及損傷模式 輻射損傷模式及失效判據(jù) 射線射線/粒子等輻射作用于系統(tǒng)，使系統(tǒng)功能粒子等輻射作用于系統(tǒng)，使系統(tǒng)功能性能發(fā)生變化，無法正常完成預(yù)定任務(wù)，從行為性能發(fā)生變化，無法正常完成預(yù)定任務(wù)，從行為級對系統(tǒng)及其組成元素受輻照后功能性能的變化級對系統(tǒng)及其組成元素受輻照后功能性能的變化進行描述，稱之為輻射損傷模式。對這種功能性進行描述，稱之為輻射損傷模式。對這種功能性能變

12、化的程度進行的描述，稱之為失效判據(jù)。能變化的程度進行的描述，稱之為失效判據(jù)。 輻射效應(yīng)機理是輻射損傷模式的物理基礎(chǔ)，輻射效應(yīng)機理是輻射損傷模式的物理基礎(chǔ)，系統(tǒng)的輻射損傷模式及失效判據(jù)與系統(tǒng)的性能密系統(tǒng)的輻射損傷模式及失效判據(jù)與系統(tǒng)的性能密切相關(guān)。切相關(guān)。 （二）輻射效應(yīng)機理及損傷模式4、研究的方法和技術(shù)途徑 真實輻射環(huán)境的試驗：如空間飛行試驗、核爆輻射試驗、雷電試驗等 實驗室模擬試驗：重離子加速器、質(zhì)子加速器、C060射線源等等 輻射效應(yīng)仿真：基于物理的仿真 行為級仿真（二）輻射效應(yīng)機理及損傷模式5、作用 輻射效應(yīng)機理和損傷模式的研究，對從微觀和輻射效應(yīng)機理和損傷模式的研究，對從微觀和宏觀兩個

13、角度全面了解系統(tǒng)輻射損傷的薄弱環(huán)節(jié)宏觀兩個角度全面了解系統(tǒng)輻射損傷的薄弱環(huán)節(jié)和傳播途徑，設(shè)定系統(tǒng)抗輻射加固的技術(shù)指標(biāo)、和傳播途徑，設(shè)定系統(tǒng)抗輻射加固的技術(shù)指標(biāo)、進行系統(tǒng)加固設(shè)計有重要的作用。進行系統(tǒng)加固設(shè)計有重要的作用。 輻射效應(yīng)機理和損傷模式的研究，對在實驗輻射效應(yīng)機理和損傷模式的研究，對在實驗室建立與真實輻射環(huán)境輻射效應(yīng)室建立與真實輻射環(huán)境輻射效應(yīng)/ /損傷等效的加速損傷等效的加速試驗方法和抗輻射加固驗證評估方法有重要作用。試驗方法和抗輻射加固驗證評估方法有重要作用。（三）抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù)1、定位 針對系統(tǒng)在輻射環(huán)境中產(chǎn)生的各種輻射損傷，針對系統(tǒng)在輻射環(huán)境中產(chǎn)生的各種輻射損傷，采用

14、各種防護措施，保證系統(tǒng)可靠工作是抗輻射采用各種防護措施，保證系統(tǒng)可靠工作是抗輻射加固技術(shù)體系的核心環(huán)節(jié)。加固技術(shù)體系的核心環(huán)節(jié)。 2、對象l系統(tǒng)抗輻射加固總體設(shè)計方法系統(tǒng)抗輻射加固總體設(shè)計方法l 硬件加固方法（含制造技術(shù)）硬件加固方法（含制造技術(shù)）l 軟件加固方法軟件加固方法l 加固性能的預(yù)測方法加固性能的預(yù)測方法（三）抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù)系統(tǒng)抗輻射加固總體設(shè)計方法l 系統(tǒng)抗輻射加固指標(biāo)設(shè)定和分配方法 工作的輻射環(huán)境系統(tǒng)加固指標(biāo)要求 系統(tǒng)內(nèi)部輻射環(huán)境數(shù)值模擬 系統(tǒng)初步設(shè)計的輻射易損性分析 系統(tǒng)加固設(shè)計裕度 系統(tǒng)、設(shè)備、電子元器件/材料三個層次加固指標(biāo)要求 （三）抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù)抗輻

15、射加固設(shè)計方法 系統(tǒng)設(shè)計輻照試驗再設(shè)計輻射試驗達到指標(biāo)要求 抗輻射加固虛擬設(shè)計方法 系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境模型庫 電子元器件輻射效應(yīng)模型庫 材料輻射效應(yīng)模型庫 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型庫 系統(tǒng)設(shè)計工具、仿真工具 抗輻射加固設(shè)計、仿真軟件數(shù)字加固樣機、加固性能預(yù)測（三）抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù) 系統(tǒng)抗輻射加固設(shè)計：根據(jù)系統(tǒng)工系統(tǒng)抗輻射加固設(shè)計：根據(jù)系統(tǒng)工作的輻射環(huán)境指標(biāo)，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的功作的輻射環(huán)境指標(biāo)，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的功能性能要求、輻射損傷、加固設(shè)計裕度以能性能要求、輻射損傷、加固設(shè)計裕度以及系統(tǒng)重量體積功耗要求、可靠性要求、及系統(tǒng)重量體積功耗要求、可靠性要求、經(jīng)濟性和工程可實現(xiàn)性要求等等。經(jīng)濟性和工程可實

16、現(xiàn)性要求等等。（三）抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù)硬件加固（含制造）方法 在確定的加固指標(biāo)要求下，組成系統(tǒng)的材料、在確定的加固指標(biāo)要求下，組成系統(tǒng)的材料、電子元器件、結(jié)構(gòu)等受輻射作用而產(chǎn)生永久性損傷，電子元器件、結(jié)構(gòu)等受輻射作用而產(chǎn)生永久性損傷，如集成電路的單粒子鎖定后燒毀、光電器件的位移損如集成電路的單粒子鎖定后燒毀、光電器件的位移損傷、接口電路強電磁感應(yīng)燒毀等，則必須采用硬件加傷、接口電路強電磁感應(yīng)燒毀等，則必須采用硬件加固的方法，對系統(tǒng)進行加固設(shè)計。包括采用能夠滿足固的方法，對系統(tǒng)進行加固設(shè)計。包括采用能夠滿足加固指標(biāo)要求的電子元器件、耐輻射材料、屏蔽、系加固指標(biāo)要求的電子元器件、耐輻射材料、

17、屏蔽、系統(tǒng)增加專門的保護電路和裝置等。統(tǒng)增加專門的保護電路和裝置等。（三）抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù)軟件加固方法 在確定的加固指標(biāo)要求下，系統(tǒng)受輻射作用在確定的加固指標(biāo)要求下，系統(tǒng)受輻射作用未產(chǎn)生永久性損傷，但功能出現(xiàn)錯誤，或性能出未產(chǎn)生永久性損傷，但功能出現(xiàn)錯誤，或性能出現(xiàn)異常，對系統(tǒng)完成預(yù)定任務(wù)造成嚴(yán)重影響，如現(xiàn)異常，對系統(tǒng)完成預(yù)定任務(wù)造成嚴(yán)重影響，如集成電路的單粒子錯誤造成的系統(tǒng)程序跑飛、死集成電路的單粒子錯誤造成的系統(tǒng)程序跑飛、死機、強電磁干擾造成的通信誤碼等等，則可以采機、強電磁干擾造成的通信誤碼等等，則可以采用軟件加固的方法，對系統(tǒng)進行加固設(shè)計。包括用軟件加固的方法，對系統(tǒng)進行加固設(shè)

18、計。包括采用糾檢錯算法、信息定時刷新、容錯設(shè)計、信采用糾檢錯算法、信息定時刷新、容錯設(shè)計、信息保存與恢復(fù)等。息保存與恢復(fù)等。 （三）抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù) 系統(tǒng)的加固設(shè)計是一項復(fù)雜的工作，一種類型的系統(tǒng)的加固設(shè)計是一項復(fù)雜的工作，一種類型的輻射可能要產(chǎn)生幾種效應(yīng)，而一種輻射也會產(chǎn)生與另一輻射可能要產(chǎn)生幾種效應(yīng)，而一種輻射也會產(chǎn)生與另一種輻射相同的效應(yīng)，只是程度不同。系統(tǒng)中還存在復(fù)合種輻射相同的效應(yīng)，只是程度不同。系統(tǒng)中還存在復(fù)合的輻射效應(yīng)。的輻射效應(yīng)。 系統(tǒng)的抗輻射加固設(shè)計應(yīng)在保證系統(tǒng)功能性能滿系統(tǒng)的抗輻射加固設(shè)計應(yīng)在保證系統(tǒng)功能性能滿足應(yīng)用要求的前提下以占系統(tǒng)資源最少、經(jīng)濟可實現(xiàn)為足應(yīng)用要

19、求的前提下以占系統(tǒng)資源最少、經(jīng)濟可實現(xiàn)為目標(biāo)進行系統(tǒng)抗輻射加固總體優(yōu)化設(shè)計，為此要將硬件目標(biāo)進行系統(tǒng)抗輻射加固總體優(yōu)化設(shè)計，為此要將硬件加固方法和軟件加固方法有機的結(jié)合起來，從材料加固方法和軟件加固方法有機的結(jié)合起來，從材料/電電子元器件、設(shè)備和系統(tǒng)三個層次綜合考慮，形成系統(tǒng)加子元器件、設(shè)備和系統(tǒng)三個層次綜合考慮，形成系統(tǒng)加固的方案。固的方案。（三）抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù)4、作用 是抗輻射加固技術(shù)體系的核心。是輻射環(huán)是抗輻射加固技術(shù)體系的核心。是輻射環(huán)境研究、輻射效應(yīng)境研究、輻射效應(yīng)/ /損傷研究、輻照試驗方法等損傷研究、輻照試驗方法等研究的目的。研究的目的。 是抗輻射能力驗證評估方法研究的

20、對象。是抗輻射能力驗證評估方法研究的對象。抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù)研究形成的設(shè)計標(biāo)抗輻射加固設(shè)計和制造技術(shù)研究形成的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、指南等是抗輻射加固保證的核心組準(zhǔn)、規(guī)范、指南等是抗輻射加固保證的核心組成部分成部分。 （四）輻射試驗與評估1、定位 對系統(tǒng)及其組成元素在輻射條件下功能性能變對系統(tǒng)及其組成元素在輻射條件下功能性能變化進行的輻照試驗、驗證和理論評估，是抗輻射加固技化進行的輻照試驗、驗證和理論評估，是抗輻射加固技術(shù)體系重要的組成部分。術(shù)體系重要的組成部分。2、對象 真實輻射環(huán)境試驗：空間飛行試驗等真實輻射環(huán)境試驗：空間飛行試驗等 實驗室模擬試驗：加速器試驗、實驗室模擬試驗：加速器試驗、

21、COCO6060 輻照試驗輻照試驗等等 評估方法：在有限輻射損傷數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，評估方法：在有限輻射損傷數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，采用一定的理論模型，對系統(tǒng)或其元素的抗輻射能力進采用一定的理論模型，對系統(tǒng)或其元素的抗輻射能力進行估算，給出具有一定置信度的評估結(jié)果。行估算，給出具有一定置信度的評估結(jié)果。（四）輻射試驗與評估3、研究內(nèi)容真實輻射環(huán)境試驗技術(shù) 材料材料/ /電子元器件、設(shè)備、分系統(tǒng)和系統(tǒng)在電子元器件、設(shè)備、分系統(tǒng)和系統(tǒng)在真實輻射環(huán)境條件下的輻射效應(yīng)真實輻射環(huán)境條件下的輻射效應(yīng)/ /損傷表征參數(shù)及損傷表征參數(shù)及測量技術(shù)、輻射環(huán)境探測技術(shù)、試驗數(shù)據(jù)分析處測量技術(shù)、輻射環(huán)境探測技術(shù)、試驗數(shù)據(jù)分析

22、處理方法、測量不確定度確定方法，等等。理方法、測量不確定度確定方法，等等。 如：空間輻射效應(yīng)飛行試驗等如：空間輻射效應(yīng)飛行試驗等 （四）輻射試驗與評估實驗室輻射效應(yīng)模擬試驗技術(shù) 真實輻射環(huán)境真實輻射環(huán)境 實驗室輻射環(huán)境實驗室輻射環(huán)境 綜合輻射場 單一射線/粒子 能譜寬 典型能譜 空間分布大 有限空間 時間長 有限時間 ： ：輻射效應(yīng)輻射效應(yīng)/損傷等效性研損傷等效性研究究（四）輻射試驗與評估 輻照源的要求輻照源的要求：射線射線/ /粒子種類粒子種類 輻照條件的要求輻照條件的要求：能量、均勻性、通量能量、均勻性、通量 實驗室實驗室 劑量率、溫度、時間等劑量率、溫度、時間等 試件的狀態(tài)要求：最劣狀態(tài)

23、（最劣偏置）試件的狀態(tài)要求：最劣狀態(tài)（最劣偏置）輻照試驗輻照試驗 參數(shù)的測試要求：全參數(shù)、敏感參數(shù)等參數(shù)的測試要求：全參數(shù)、敏感參數(shù)等 試驗不確定度試驗不確定度 （四）輻射試驗與評估輻射效應(yīng)輻射效應(yīng)的等效問題的等效問題 真實的輻照環(huán)境是一個綜合輻射場，一種形式真實的輻照環(huán)境是一個綜合輻射場，一種形式的輻射可能產(chǎn)生數(shù)種效應(yīng)，不同形式的輻射可能的輻射可能產(chǎn)生數(shù)種效應(yīng)，不同形式的輻射可能產(chǎn)生相同的效應(yīng)，只是程度不同。產(chǎn)生相同的效應(yīng)，只是程度不同。 如電子、質(zhì)子、重離子都可能引起材料如電子、質(zhì)子、重離子都可能引起材料/電子電子元器件產(chǎn)生電離效應(yīng)，質(zhì)子在產(chǎn)生電離效應(yīng)的同元器件產(chǎn)生電離效應(yīng)，質(zhì)子在產(chǎn)生電離

24、效應(yīng)的同時還可能產(chǎn)生位移損傷效應(yīng)。時還可能產(chǎn)生位移損傷效應(yīng)。（四）輻射試驗與評估 在抗輻射加固技術(shù)體系中，實驗室模擬試驗在抗輻射加固技術(shù)體系中，實驗室模擬試驗主要模擬的是輻射效應(yīng)。輻射效應(yīng)的等效是建立主要模擬的是輻射效應(yīng)。輻射效應(yīng)的等效是建立實驗室輻射效應(yīng)模擬試驗技術(shù)的物理基礎(chǔ)。實驗室輻射效應(yīng)模擬試驗技術(shù)的物理基礎(chǔ)。 如如: :用實驗室用實驗室 COCO6060 射線源對材料射線源對材料/ /電子元器件的電電子元器件的電離輻射總劑量效應(yīng)模擬空間電子、質(zhì)子和重離子離輻射總劑量效應(yīng)模擬空間電子、質(zhì)子和重離子等對材料等對材料/ /電子元器件的綜合電離輻射總劑量效應(yīng)，電子元器件的綜合電離輻射總劑量效應(yīng)

25、，用增加輻照量并進行高溫退火的加速試驗方法模用增加輻照量并進行高溫退火的加速試驗方法模擬擬CMOSCMOS工藝空間低劑量率長時間電離輻射總劑量工藝空間低劑量率長時間電離輻射總劑量效應(yīng)。等等。效應(yīng)。等等。 （四）輻射試驗與評估 試驗對象的最劣狀態(tài) 射線射線/ /粒子作用于材料粒子作用于材料/ /電子元器件、設(shè)備、系統(tǒng)電子元器件、設(shè)備、系統(tǒng)產(chǎn)生的輻射效應(yīng)產(chǎn)生的輻射效應(yīng)/ /損傷，與其處于輻照時的狀態(tài)（偏損傷，與其處于輻照時的狀態(tài)（偏置）有密切關(guān)系，不同工作狀態(tài)下輻射損傷的程度會置）有密切關(guān)系，不同工作狀態(tài)下輻射損傷的程度會有較大差異。有較大差異。 如如CMOSCMOS體硅集成電路的電離輻射總劑量效

26、應(yīng)，在體硅集成電路的電離輻射總劑量效應(yīng)，在加電、不加電和加電工作三種狀態(tài)下，加電狀態(tài)時輻加電、不加電和加電工作三種狀態(tài)下，加電狀態(tài)時輻射損傷比不加電時輻射損傷嚴(yán)重。而射損傷比不加電時輻射損傷嚴(yán)重。而SOISOI工藝集成電工藝集成電路則是不加電狀態(tài)輻射損傷最嚴(yán)重。路則是不加電狀態(tài)輻射損傷最嚴(yán)重。 （四）輻射試驗與評估 如：集成電路如：集成電路/ /設(shè)備的單粒子錯誤率與集成電路設(shè)備的單粒子錯誤率與集成電路/ /設(shè)備運行的程序密切相關(guān)。運行程序調(diào)用的資源越多，設(shè)備運行的程序密切相關(guān)。運行程序調(diào)用的資源越多，產(chǎn)生單粒子翻轉(zhuǎn)的可能性就越大，單粒子錯誤率就越產(chǎn)生單粒子翻轉(zhuǎn)的可能性就越大，單粒子錯誤率就越高

27、，就越能反映集成電路高，就越能反映集成電路/ /設(shè)備自身的單粒子效應(yīng)水平，設(shè)備自身的單粒子效應(yīng)水平，相反，如果運行程序調(diào)用的資源少，則產(chǎn)生的單粒子相反，如果運行程序調(diào)用的資源少，則產(chǎn)生的單粒子錯誤率就低，就不能夠真實反映集成電路錯誤率就低，就不能夠真實反映集成電路/ /設(shè)備自身的設(shè)備自身的單粒子效應(yīng)水平。單粒子效應(yīng)水平。 在輻射效應(yīng)模擬試驗過程中，一般要求被試對象在輻射效應(yīng)模擬試驗過程中，一般要求被試對象處于最劣狀態(tài)，以期對其輻射效應(yīng)處于最劣狀態(tài)，以期對其輻射效應(yīng)/ /損傷進行保守的評損傷進行保守的評價，以便在系統(tǒng)抗輻射加固設(shè)計和應(yīng)用中可靠性更高。價，以便在系統(tǒng)抗輻射加固設(shè)計和應(yīng)用中可靠性更高

28、。（四）輻射試驗與評估 輻射效應(yīng)模擬試驗的不確定度輻射效應(yīng)模擬試驗的不確定度 對引起輻射效應(yīng)試驗結(jié)果的不確定度因素進行對引起輻射效應(yīng)試驗結(jié)果的不確定度因素進行逐一分析，給出不確定度，采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ?biāo)逐一分析，給出不確定度，采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ?biāo)準(zhǔn)不確定準(zhǔn)不確定/ /擴展不確定度）給出輻照試驗數(shù)據(jù)的總擴展不確定度）給出輻照試驗數(shù)據(jù)的總的不確定度。的不確定度。 對于系統(tǒng)抗輻射加固設(shè)計裕度的確對于系統(tǒng)抗輻射加固設(shè)計裕度的確定和控制有重要意義。定和控制有重要意義。 （四）輻射試驗與評估評估方法評估方法 由于受實驗室輻射源條件的影響，由于受實驗室輻射源條件的影響，實驗室輻射效應(yīng)模擬試驗的結(jié)果與真實輻射實驗

29、室輻射效應(yīng)模擬試驗的結(jié)果與真實輻射環(huán)境綜合輻射場環(huán)境綜合輻射場 效應(yīng)的結(jié)果存在一定的差異，效應(yīng)的結(jié)果存在一定的差異，需要在綜合輻射效應(yīng)機理研究的基礎(chǔ)上，建需要在綜合輻射效應(yīng)機理研究的基礎(chǔ)上，建立綜合輻射效應(yīng)立綜合輻射效應(yīng)/ /損傷的損傷的。（四）輻射試驗與評估4、作用、作用 真實輻射環(huán)境試驗，能夠比較客觀地反映系統(tǒng)真實輻射環(huán)境試驗，能夠比較客觀地反映系統(tǒng)及其組成元素在真實綜合輻射場條件下的輻射效應(yīng)及其組成元素在真實綜合輻射場條件下的輻射效應(yīng)/ /損傷，是認(rèn)識或發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)及其構(gòu)成元素輻射效應(yīng)損傷，是認(rèn)識或發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)及其構(gòu)成元素輻射效應(yīng)/ /損損傷、進行抗輻射加固設(shè)計或加固技術(shù)驗證的最為直接傷、進行抗輻射加固設(shè)計或加固技術(shù)驗證的最為直接和客觀的方法。也是建立實驗室輻射效應(yīng)模擬試驗方和客觀的方法。也是建立實驗室輻射效應(yīng)模擬試驗方法的重要依據(jù)。法的重要依據(jù)。 存在問題：成本高，不能存在問題：成本高，不能 經(jīng)常性開展經(jīng)常性開展（四）輻射試驗與評估 實驗室輻射效應(yīng)模擬試驗技術(shù)是開展系統(tǒng)輻射實驗室輻射效應(yīng)模擬試驗技術(shù)是開展系統(tǒng)輻射效應(yīng)機理效應(yīng)機理/ /損傷模式研究、進行抗輻射加固技術(shù)驗損傷模式研究、進行抗輻射加固技術(shù)驗證的最為經(jīng)濟的、易于操作的、重要的技術(shù)手段。證的最為經(jīng)濟的、易于操作的、重要的技術(shù)手段。 評估方法主要解決當(dāng)試驗評估方法主要解決當(dāng)試驗/ /驗證條件不能完