摘要：针对辐射敏感晶体管(Radiation Sensitive Field-Effect Transistors,RADFETs)在地面标定使用(60)^Coγ射线源而实际空间应用时存在的质子电子辐射环境的差异性问题,进行了10 MeV质子和(60)^Coγ射线的对比辐照与协和辐照试验。采用中带电压法(Mid-gap Technique,MGT)和电荷泵法(Charge Pumping,CP)对器件辐照过程中的氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷进行了分离,结合Geant4工具包仿真质子在氧化层中初级反冲原子(Primary Knock-on Atom,PKA)的产生过程,对RADFETs质子与(60)^Coγ辐射响应差异的微观机理进行了探讨。研究结果表明:RADFETs对质子的剂量响应较少,但质子辐照会在RADFETs中引入位移损伤,加剧其邻近界面处的陷阱电荷对测量结果的影响。因此RADFETs在空间应用时,有必要使用质子电子的通量模型对测量数据进行修正或设计特定的标定方案。

摘要：光子计数成像探测器是月基极紫外相机等空间成像载荷的核心成像器件。Ge膜作为探测器的电荷感应层,在空间质子辐照环境下的稳定性直接影响系统的成像质量。采用Monte-Carlo法仿真了500 nm Ge膜被10、50和100 keV高能质子辐照后,Ge膜内部的质子浓度分布与空位缺陷分布。仿真结果表明,50 keV质子在Ge膜内部产生的空位缺陷对膜层内部损伤最大。对100、230、350和500 nm厚度Ge膜分别进行50 keV质子辐照实验,经方阻仪测试显示,越厚的薄膜辐照后方阻变化越大,500 nm比100 nm Ge膜方阻增加量高约500 MΩ/。通过原子力显微镜(AFM)表征发现,500 nm Ge膜辐照后出现膜层凸起与分离,均方根表面粗糙度由1.63 nm增至约10 nm。研究结果表明,在满足方阻要求的前提下,通过对Ge膜厚度的合理设计,可以有效减小高能质子辐照带来的损伤。

摘要：基于GaN器件质子辐照损伤机制和退化特性,根据剂量深度分布等效拟合原理,提出与地球同步轨道质子辐照环境等效的多能质子综合辐照试验方法。针对空间内带电问题计算电路板材料的充电电位,设计用于内带电效应模拟的静电场和瞬态电场的模拟方法及装置。建立质子辐照与电场综合试验系统并开展初步的试验。研究结果表明:GaN器件在跨导峰值处的栅源电压随质子注量发生偏移;相对于单独质子辐照,质子和电场综合作用下器件特征参数变化速度更快,幅度更大,证明了所提试验方法及系统的有效性。

摘要：利用３ｍｍ透射电镜样品测量６Ｎ级铝和铝合金（Ａｌ－１．１％Ｍｇ－０．５％Ｓｉ与Ａｌ－２．７％Ｍｇ）经７６０ＭｅＶ质子辐照后电阻率或电阻值的变化。讨论了造成电阻率变化的主要原因。

摘要：本文对新型8T CMOS图像传感器进行了不同能量的质子辐照实验。由于质子辐照后同时引入电离总剂量(TID)效应和位移损伤剂量(DDD)效应,使得器件参数的退化机理复杂。为了具体区分导致不同参数退化的主要因素,采用等效TID法和等效DDD法。实验得出DDD效应主要引起暗电流的退化,而TID效应主要导致光谱响应的退化,实验结果为辐射环境下图像传感器的加固设计提供了理论依据。

摘要：利用TCAD半导体器件仿真软件,详细分析了低能(1.8 keV)质子辐照剂量对低轨道卫星用高效插指背结背接触(IBC)单晶硅太阳电池转换效率的影响。通过转换效率及其退化特点的对比,得到质子辐照剂量与复合中心密度、陷阱密度之间的对应关系。在不同的质子辐照剂量情况下,深入分析了前表面场(FSF)结构和前表面浮空发射区结构(FFE)对太阳电池短路电流密度、开路电压及转换效率的影响,为质子辐照条件下太阳电池前表面结构提供了设计依据。仿真结果表明:当质子辐照剂量小于1×109 cm-2时,随着质子辐照剂量的增大,太阳电池转换效率几乎不变。当质子辐照剂量一定时,存在最优的FSF和FFE的掺杂浓度,使得太阳电池转换效率最高。在质子辐照剂量为0 cm-2和1×1010 cm-2时,FFE结构对应的峰值转换效率略低于FSF结构的情况。在质子辐照剂量为1×1011 cm-2时,FFE结构对IBC太阳电池转换效率的改善效果明显优于FSF结构的情况。

摘要：为分析星敏感器性能下降和姿态测量精度下降的原因,研究了10 MeV质子辐照下8T全局曝光CMOS图像传感器(CIS)电离总剂量(TID)效应和位移损伤效应对星敏感器典型性能参数的影响。分析了CMOS图像传感器暗电流、暗信号非均匀性和光响应非均匀性随位移损伤剂量(DDD)的变化规律和星敏感器星对角距精度、质心定位精度随DDD的退化规律。该研究从系统角度分析了空间辐射对星敏感器性能参数的影响,为星敏感器在轨姿态误差测量和修正技术的研究奠定基础,同时也为高精度星敏感器的设计提供了一定的理论依据。

摘要：采用慢拉伸试验研究了AL-6XN合金在550~650℃、25 MPa超临界水中的应力腐蚀行为,使用扫描电镜观察了材料断口形貌与标距面裂纹分布。结果显示：550℃试验条件下材料表现为穿晶开裂,标距面裂纹很多且分布较均匀,试样边角处出现扇形河流花样;650℃试验条件下材料表现为沿晶开裂,断口呈现典型的冰糖状,标距面裂纹数量大幅减少且集中于断口附近,相应的延伸率和断面收缩率也大幅降低。质子辐照对AL-6XN宏观力学性能影响不大,但导致试样断口的扇形花样（起裂源）数量增加,解理台阶宽度增大。以上结果表明,AL-6XN在超临界工况下具有严重的应力腐蚀开裂敏感性,升高温度和质子辐照会明显提高材料的应力腐蚀敏感性。

摘要：近年来,最高能量在250MeV左右的质子辐照装置因在质子治疗、质子辐照效应研究等领域的应用前景而受到广泛关注。清华大学目前正在计划建设一个此类质子辐照装置,其最高能量可达230 MeV,一个工作周期至少输出2×10^(11)个质子,且引出的束流是准连续的。该辐照装置的核心部分是一个能够将质子由7 MeV加速到230 MeV的同步质子加速器。简要介绍了该同步加速器的关键技术及设计结果,包括为实现高效累积足够流强而使用的剥离注入技术、为提升加速效率而使用的纵向绝热俘获技术以及为实现束流缓慢引出而使用的三阶共振引出技术。

摘要：应用三维原子探针和纳米压痕技术研究了高温高注量质子初始辐照、辐照后退火及再辐照条件下核反应堆压力容器(RPV)钢中的微结构演变,及其与力学性能之间的关系。三维原子探针结果表明:初始辐照(1.6 dpa)条件下,RPV钢中产生了大量的富Mn-Ni-Si团簇;辐照后经500℃1 h退火处理,富Mn-Ni-Si团簇基本回复,但仍然存在少量包含Mn和Ni的稳态团簇;再辐照(0.1 dpa和1.6 dpa)时,RPV钢中又产生了新的富Mn-Ni-Si团簇,其数密度和平均尺寸随再辐照注量的增加而增加;初始辐照和再辐照的RPV钢中均未有富Cu原子团簇析出。纳米压痕结果表明初始辐照、辐照后退火和再辐照的RPV钢中均产生了明显的硬化现象。稳态团簇是退火后的RPV钢的硬度高于未辐照样品的硬度的主要原因。富Mn-Ni-Si团簇是高温高注量质子辐照国产低Cu含量RPV钢的一个硬化源。