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探讨空间辐射环境对单粒子效应的诱发作用

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:诱发电子器件和集成电路发生单粒子效应的空间辐射环境主要有两个来源,一个是地球磁场捕获的高能重离子和质子,另一个是来自宇宙空间的高能重离子和高能质子。太阳粒子事件中喷发出的高能质子和重离子对高轨道卫星和深空探测航天器会构成严重威胁,会诱发卫星电子设备中电子器件和集成电路发生单粒子软错误或硬错误,从而造成系统发生故障甚至失效或任务的失败。

探讨空间辐射环境对单粒子效应的诱发作用

航天器电子系统和设备中采用的电子器件集成电路在空间辐射环境中由于高能质子和重离子的作用而诱发单粒子效应。诱发电子器件和集成电路发生单粒子效应的空间辐射环境主要有两个来源,一个是地球磁场捕获的高能重离子和质子,另一个是来自宇宙空间的高能重离子和高能质子。地球磁场捕获的高能质子主要分布在近地空间范围内,甚至延伸到处于低高度的南大西洋异常区(300~1 200 km)。宇宙空间瞬时高能重离子的主要成分是银河宇宙射线重离子和太阳粒子事件(SEP)中的高能重离子,宇宙射线重离子的空间通量是随时间逐渐变化的,与太阳粒子事件中的高能重离子的变化相比较,其变化是比较缓慢的。宇宙射线重离子的元素成分几乎包含元素周期表中的所有元素。宇宙射线重离子的能量和成分分布与太阳活动的11年周期也密切相关,在接近太阳活动最小年时,宇宙射线重离子的能量和通量达到峰值。空间的瞬时高能质子主要来自太阳粒子事件,太阳粒子事件是指太阳在短时间内的能量粒子喷发,太阳粒子事件爆发的典型时间一般为几个小时或几天,事件发生的频率随着太阳活动周期的变化而变化,在太阳最小年期间,每年可能发生几次太阳粒子事件,而在太阳活动最大年时,每年可以发生上千次太阳粒子事件。太阳粒子事件中喷发出的高能质子和重离子对高轨道卫星和深空探测航天器会构成严重威胁,会诱发卫星电子设备中电子器件和集成电路发生单粒子软错误或硬错误,从而造成系统发生故障甚至失效或任务的失败。(www.xing528.com)

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