摘要：随着CMOS工艺的日益成熟和SiGe外延技术水平的不断提高,SiGe BiCMOS低噪声放大器(LNA)广泛应用于空间射频收发系统的第一级模块.SiGe HBT作为SiGe BiCMOS LNA的核心器件,天然具有优异的低温特性、抗总剂量效应和抗位移损伤效应的能力,然而,其瞬态电荷收集引起的空间单粒子效应是制约其空间应用的瓶颈问题.本文基于SiGe BiCMOS工艺低噪声放大器开展了单粒子效应激光微束实验,并定位了激光单粒子效应敏感区域.实验结果表明,SiGe HBT瞬态电荷收集是引起SiGe BiCMOS LNA单粒子效应的主要原因.TCAD模拟表明,离子在CMOS区域入射时,电离径迹会越过深沟槽隔离结构,进入SiGe HBT区域产生电子空穴对并引起瞬态电荷收集.ADS电路模拟分析表明,单粒子脉冲瞬态电压在越过第1级与第2级之间的电容时,瞬态电压峰值骤降,这表明电容在传递单粒子效应产生的瞬态脉冲过程中起着重要作用.本文实验和模拟工作为SiGe BiCMOS LNA单粒子效应抗辐射设计加固提供了技术支持.

摘要：空间核反应堆电源因具有能量密度大、输出功率高、持续时间长、环境适应性强等优势,是未来大功率长寿期航天任务及深空探测任务能源供应的优选路线.本文在分析兆瓦级空间堆电源研发需求与选型特点的基础上,提出并设计了一套兆瓦级小型锂冷空间堆电源技术方案,该方案采用锂冷反应堆与布雷顿发电系统耦合,具有轻量化、长寿命等特点.本文针对该方案梳理了所涉及的关键技术,介绍了在技术分析论证、相关验证样机和实验平台研制的进展情况,并在此基础上提出我国未来发展大功率空间堆电源的建议.

摘要：数值反应堆是基于大规模并行计算平台,利用先进的物理模型和数值模拟算法,采用精细化建模,从而精确模拟反应堆在正常运行与事故工况中发生的各类物理现象的模拟技术。西安交通大学NECP团队基于自研的多群和连续能量数据库,提出了全局-局部耦合输运计算方法、大规模并行的2D/1D耦合输运方法等,开发了基于确定论方法的数值反应堆物理程序NECP-X,并在此基础上实现了物理-热工-燃料性能分析的多物理耦合模拟计算。基于该程序及其耦合系统,在商用大型压水堆、研究堆和实验堆中进行了验证应用。数值结果表明,NECP-X程序及其耦合系统可准确预测反应堆在运行过程中的关键安全参数随时间的演变情况,如有效增殖因数、功率、温度、应力、间隙宽度等,可为商用大型压水堆、研究堆和研究堆的设计及安全分析提供可靠的工具。

摘要：基于美国MegaPower兆瓦级热管反应堆设计方案,本文利用蒙特卡罗软件OpenMC与有限元分析软件COMSOL开展堆芯核热特性研究。研究表明:堆芯轴向功率分布呈先升高后降低趋势,且下半段功率水平比上半段高。径向功率随径向距离的增大而降低,在靠近径向反射层处出现反弹升高,且这些区域的功率分布明显受转鼓组件的影响。“大小转鼓”的设计方案不利于兆瓦级热管反应堆的反应性控制。边界区域位置热管失效会造成更高程度的基体/燃料温度上升。3根热管失效工况下的燃料棒温升是2根热管失效的3.2倍。即使3根热管失效的极端事故工况下,堆芯基体及燃料棒峰值温度仍在安全限值内,表明兆瓦级热管反应堆这种固态导热堆芯的优越安全性。

摘要：针对22 nm全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)工艺静态随机存储器(SRAM)开展了重离子实验,对比了不同加固设计的FDSOI SRAM的抗单粒子翻转(SEU)和多单元翻转(MCU)能力,分析了读写错误致存储阵列MCU的效应表征和作用机制,揭示了衬底偏置对FDSOI SRAM SEU敏感性的影响机理。研究结果表明:对5款被测FDSOI SRAM而言,抗SEU能力由弱到强依次为八管加固型SRAM2、冗余加固型SRAM1、双互锁结构(DICE)型SRAM3或SRAM4、双DICE型SRAM5;3款DICE型FDSOI SRAM的存储阵列自身抗MCU性能优于其他两款SRAM;虽然DICE型FDSOI SRAM的存储阵列自身抗MCU能力强,但读写错误致存储阵列MCU的影响不可忽略,且该影响随SRAM工作频率的提高愈加严重;衬底偏置通过对寄生双极放大效应的控制来影响FDSOI SRAM的SEU敏感性。

摘要：为探究液态金属堆盒内-盒间冷却剂共轭传热效应,运用子通道思想为盒间特殊结构提供新的模拟手段。基于稳定高效的压力耦合方程组的半隐式方法(SIMPLE算法)求解盒间子通道模型,解决了经典子通道算法在面对低流量、倒流和回流现象上难以收敛的问题。以3组件钠工质实验(CCTL-CFR)为对象,通过组件盒内、盒间冷却剂以及壁面温度的对比,验证了盒间子通道模拟方法的可靠性。针对典型液态金属堆,开展全堆芯热工分析,发现盒间流在展平堆芯径向温度分布、降低温度峰值等方面起重要作用,证明了堆芯热工分析考虑盒间流的必要性。本研究成果为液态金属堆堆芯热工及安全分析提供了可行的分析方法。

摘要：为在核事故中使用机器人定位和抓取丢失的伽马放射源,本文初步设计了一款基于双GM(Geiger-Müller)计数管(ZP1321,ZP1301)的宽量程伽马剂量计。设计了用于探测器信号处理的前端模拟电路和基于微控制器的数据处理和传输程序等,并使用^(137)Cs伽马放射源对设计的系统进行了初步测试。测量并分析了影响剂量计输出信号的主要因素。初步实验结果表明,所设计的无屏蔽壳的伽马剂量计可成功地在线检测伽马放射源。

摘要：提出了热管冷却推进-供电双模式运行的空间核反应堆初步概念,给出了堆芯及热管燃料组件的设计布局,以液氢为推进剂,进行了热工水力学初步分析计算,推进模式下推进剂出口温度达到2 600K,验证了初步设计的可行性;分析比较了不同热电转换技术对系统辐射散热器质量及面积的影响,电功率为5kW时,辐射散热器面积可小到1.2m^2,预估了设计的热管冷却双模式空间堆各部件的质量,反应堆系统总质量小于1 500kg。结果表明,初步设计的双模式空间堆参数满足相关要求。

摘要：在强脉冲裂变中子-伽马混合辐射场中,通常利用反冲质子探测系统对高能中子进行测量,如何提高探测系统的信噪比是设计的关键。采用MCNPX程序,模拟输入watt谱,对系统的结构进行了优化设计,其中包括:靶和PIN探测器的直径、厚度、放置角度,靶腿角度,靶室镍窗厚度以及辐射屏蔽结构等。结果表明,减小PIN探测器厚度以及靶腿角度可显著改善系统的信噪比;减小镍窗厚度以及采用阶梯状喇叭口屏蔽也可有效提高系统信噪比。

摘要：利用西安200 MeV质子应用装置进行了互补金属氧化物半导体有源像素图像传感器(CMOS APS)的质子辐照效应研究。设计了便携式暗室,解决了图像传感器质子辐照效应难以在线测量问题。实验结果表明,质子辐照在CMOS APS中产生的暗电流随质子注量呈线性增长;当质子注量小于5×10^(12)cm^(-2)时,CMOS APS暗信号的非均匀性、光响应的非均匀性和不同光场强度下的平均输出值等参数的变化趋势不明显;当质子注量大于5×10^(12)cm^(-2)时,这些参数会产生不同程度的增加。