Ионизирующие излучения

 Анашин В., Алексеев И., Бодин В., Герасимов В. и др. "Ионизирующие излучения космического пространства и их воздействие на бортовую аппаратуру космических аппаратов" Физматлит, 2013 год, 358 стр.

издательство Физматлит- /http://www.fml.ru/

Изложены основные положения и методы обеспечения стойкости бортовой аппаратуры (БА) космических аппаратов (КА) с длительными сроками активного существования к воздействию ионизирующих излучений (ИИ) космического пространства (КП).

Представлены современные модели потоков заряженных частиц КП, алгоритмы и программы расчета локальных радиационных условий на борту КА, методы и средства мониторинга радиационных условий на борту КА, методы оценки стойкости и испытаний БА к воздействию ИИ КП.

Предложены методы повышения радиационной стойкости и защиты изделий электронной техники в составе БА. Для широкого круга специалистов, аспирантов, студентов и всех, кто интересуется достижениями космонавтики.

Оглавление
Введение 6

1. Радиационные условия функционирования бортовой аппаратуры космических аппаратов 9
1.1. Ионизирующие излучения космического пространства, влияющие
на работоспособность бортовой аппаратуры (общая характеристика) 9
1.2. Обобщенный алгоритм прогнозирования радиационных условий на борту КА . 12
1.3. Модели заряженных частиц космического пространства 14
1.3.1. Модель заряженных частиц естественных радиационных поясов Земли (14).
1.3.2. Точность моделей естественных радиационных поясов Земли в сравнении с современными спутниковыми данными (18).
1.3.3. Модель заряженных частиц галактических космических лучей (21).
1.3.4. Модель заряженных частиц солнечных космических лучей (30).
1.3.5. Общие принципы построения модели SEPMSU-2007. Модель потоков протонов (31).
1.3.6. Модель проникновения заряженных частиц ГКЛ и СКЛ на околоземные орбиты КА (39).
1.4. Модели прохождения заряженных частиц через защиту 41
1.4.1. Модели прохождения электронов (43).
1.4.2. Модели прохождения протонов (51).
1.4.3. Модели прохождения тяжелых ионов (56).
1.5. Программно-математическое обеспечение прогнозирования радиационных условий на борту КА 59
1.5.1. Программный комплекс COSRAD (59).
1.5.2. Программный комплекс ОСОТ (68).
1.5.3. Программный комплекс DSG (70).
1.6. Радиационные условия функционирования бортовой аппаратуры КА на типовых орбитах 72
1.6.1. Радиационные условия по дозовым эффектам (72).
1.6.2. Радиационные условия по одиночным эффектам (75).
1.7. Мониторинг радиационных условий на борту КА 77
1.7.1. Структура системы мониторинга ионизирующих излучений космического пространства (78).
1.7.2. Датчики ионизирующих излучений космического пространства (80).
1.7.3. Датчики тяжелых заряженных частиц (85).
Литература к главе 1..96

2. Радиационные эффекты в бортовой аппаратуре КА при воздействии ИИ КП 103
2.1. Общая характеристика радиационных эффектов в бортовой аппаратуре космических аппаратов 103
2.1.1. Интегральные радиационные эффекты (103).
2.1.2. Одиночные радиационные эффекты (106).
2.1.3. Основные механизмы воз-действия заряженных частиц на вещество (107).
2.1.4. Эффект усиления дозы (109).
2.1.5. Процессы накопления заряда в МОП-структурах при воздействии ИИ (110).
2.1.6. Особенности накопления и нейтрализации заряда в диэлектрике МОП-структур (114).
2.1.7. Изменение характеристик МОП-транзисторов и КМОП-логических элементов при радиационном облучении (118).
2.1.8. Особенности проявления дозовых ионизационных эффектов в микро-схемах, изготовленных по КНИ-технологии (119).
2.2. Радиационные эффекты в ИЭТ биполярной технологии 121
2.2.1. Радиационные эффекты в ИЭТ биполярной технологии (122).
2.2.2. Структурные эффекты в ИЭТ биполярной технологии (123).
2.2.3. Потери энергии на образование смещений (124).
2.2.4. Образование кластеров дефектов (125).
2.3. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах 128
2.4. Деградация характеристик фотодиодов на основе p–n-иp–i–n-структур 130
2.5. Деградация характеристик оптопар 134
2.6. Деградация характеристик солнечных батарей 139
2.7. Деградация характеристик приборов с зарядовой связью 142
2.8. Особенности физических процессов в ИЭТ при воздействии ИИ с низкими мощностями доз 145
2.9. Относительный вклад ионизационных и структурных эффектов в уровни стойкости ИЭТ МОП и биполярной технологий 154
2.10. Одиночные радиационные эффекты в ИЭТ при воздействии ИИ КП 156
2.10.1. Обратимые одиночные радиационные эффекты (160).
2.10.2. Катастрофические одиночные радиационные эффекты (161).
Литература к главе 2 167

3. Методы моделирования и испытаний ИЭТ и бортовой аппаратуры на стойкость к воздействию ИИ КП 171
3.1. Общие принципы моделирования воздействия ионизирующих излучений космического пространства 171
3.2. Методы моделирования и испытаний по дозовым эффектам 173
3.2.1. Определение доз ИИ КП, поглощенных в ИЭТ в процессах ионизации и структурных повреждений (173).
3.2.2. Нормы испытаний (174).
3.2.3. Общие требования к методикам проведения испытаний (177).
3.2.4. Методы нагружения (179).
3.2.5. Особенности моделирования и испытаний на рентгеновских имитаторах (180).
3.2.6. Особенности моделирования и испытаний с учетом низко интенсивного воздействия ИИ КП (185).
3.3. Методы моделирования и испытаний по одиночным эффектам 187
3.3.1. Физические концепции, используемые при моделировании одиночных радиационных эффектов в ИЭТ (187).
3.3.2. Определение энергии заряженных частиц, выделяемой в чувствительном объеме ИЭТ при испытаниях на ускорителях заряженных частиц (194).
3.3.3. Нормы испытаний (200).
3.3.4. Выбор ускорителей заряженных частиц и энергии частиц при проведении испытаний ИЭТ на стойкость к ОРЭ (201).
3.3.5. Методы контроля работоспособности ИЭТ в процессе испытаний (205).
3.4. Методы оценки стойкости бортовой аппаратуры 205
3.4.1. Методы оценки стойкости по дозовым эффектам (205).
3.4.2. Методы оценки стойкости по одиночным эффектам (209).
Литература к главе 3 ..214

4. Методы повышения стойкости и защиты бортовой аппаратуры от воздействия ИИ КП 216
4.1. Методы повышения стойкости и защиты по дозовым эффектам 216
4.1.1. Выбор комплектующих ИЭТ с повышенными характеристиками стойкости (216). 4.1.2. Разбраковка ИЭТ по критерию радиационной стойкости (217).
4.1.3. Алгоритмические методы повышения стойкости составных частей бортовой аппаратуры (222).
4.1.4. Конструкционные методы защиты (226).
4.2. Методы обеспечения стойкости аппаратуры по одиночным эффектам 228
4.2.1. Выбор комплектующих ИЭТ по критерию чувствительности к одиночным эффектам (228).
4.2.2. Схемотехнические методы за-щиты (229).
4.2.3. Системотехнические методы защиты (231).
4.3. Организационные методы обеспечения стойкости бортовой аппаратуры 243
4.3.1. Требования к Программам обеспечения стойкости (243).
4.3.2. Требования к отчетной документации (246).
Литература к главе 4 250
Список сокращений 251