国家空间科学中心 空间抗辐射平台
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空间辐射效应
地球辐射带

 地球辐射带是指在近地空间被地磁场捕获的高能带电粒子辐射区域,常称为地磁捕获辐射带。地球辐射带由美国学者Van Allen首先探测到,所以也称它为Van Allen辐射带。地球辐射带可分为靠近地球的内辐射带和距离地球远些的外辐射带,它的主要成分是电子和质子。

 
银河宇宙线

 银河宇宙线是来自太阳系以外的银河的高能带电粒子。卫星和飞船所遇到的是未与大气或航天器发生核相互作用的宇宙线,称为初级宇宙线,其成分包括质子(84.3%)、α粒子(14.4%)和其它重离子(1.3%);地面观测到的同大气相互作用之后产生的高能粒子称为次级宇宙线。

 
太阳宇宙线

太阳耀斑爆发向外发射的粒子,主要成分是高能质子,还包括少量(5-10%)的α粒子、重离子和电子,因此又称为太阳质子事件。

 
空间辐射效应

空间辐射效应是指航天元器件和材料在空间辐射粒子的作用下,出现的性能衰退、功能受阻或丧失的现象。主要的空间辐射效应有总剂量效应、移位损伤效应和单粒子效应,还包括对航天员和生物体的辐射生物学效应等。

总剂量效应

总剂量效应严格地讲称为“总电离剂量效应”(Total Ionizing Dose,TID),是大量的辐射粒子进入半导体器件材料内部,与材料的原子核外电子发生电离作用产生额外的电荷,这些电荷在器件内的氧化层堆积、或者在Si/SiO2交界面诱发界面态,导致器件性能逐步退化、乃至最终丧失的现象。

 
位移损伤效应

位移损伤效应(Displacement Damage)有别于“总电离剂量效应”,也称为“非电离能量损失效应”(Non Ionizing Energy Loss,NIEL),是大量的辐射粒子进入半导体器件材料内部,与材料的原子核发生弹性碰撞作用,导致材料晶格原子出现移位,使器件材料内部产生缺陷,影响少数载流子寿命,从而导致器件相关性能逐步下降、乃至最终丧失的现象。

 
单粒子效应

空间单个的高能重离子或者质子,在器件材料中通过直接的电离作用或者核反应产生的次级粒子的间接电离作用形成的额外电荷,导致的器件逻辑状态、功能、性能等的变化或损伤现象。单粒子效应具体包括单粒子翻转、单粒子瞬态脉冲、单粒子功能中断、单粒子锁定、单粒子烧毁、单粒子栅穿等。