模拟空间辐射生物学效应的研究进展

空间辐射的来源和成分非常复杂,是威胁航天员健康和生命安全的主要因素。目前还不能实现真实的空间辐射环境的生物效应研究,因此,地面模拟空间辐射环境,研究相应的效应规律和机理,为空间辐射健康危害评价和防护措施的研究提供重要依据。本文介绍了空间复杂的电离辐射环境,模拟空间辐射环境研究的相关生物学效应特征：不同传能线密度辐射效应的差异性,低剂量与低剂量率辐射效应,不同辐射源的复合生物效应,以及微重力与辐射的复合生物学效应。在此基础上,对未来的发展做了初步的展望。     

10位CMOS模数转换器高低剂量率的辐射效应

对10位CMOS模数转换器ADC7910的60Coγ射线的电离辐射效应及退火特性进行了研究.结果显示:模数混合电路在不同剂量率辐照下的电离辐照响应有明显区别,在高剂量率辐照下的损伤明显大于低剂量率的辐照,但这种差异可通过高剂量率辐照加与低剂量率辐照相同时间的室温退火来消除,因而具有时间相关效应.对辐射敏感参数和损伤机理...     

低剂量、低剂量率辐射效应问题的新进展

关于低剂量、低剂量率的辐射效应问题,目前的认识已趋于明确,基本上结束了过去的由高剂量、高剂量率辐射效应直线外推到低剂量、低剂量率辐射效应的方法。     

低剂量辐射效应及辐射的表观遗传学调控

本文介绍低剂量或低剂量率辐射的适应性反应、旁效应、低剂量超敏感性和基因组不稳定性;介绍辐射的表观遗传学调控,包括DNA甲基化、组蛋白调控、染色体重塑、非编码RNA,以及各自在辐射效应中发挥的作用。从已研究发现的辐射效应与表观遗传学调控的联系,试图探索低剂量辐射效应的表观遗传学调控,并提出疑问和思考。     

低剂量电离辐射生物效应研究

低剂量电离辐射（Low—dose ionizing radiation）已经成为辐射生物效应研究中的一个热点。随着研究的深入,关于低剂量电离辐射的有害效应、适应性效应和兴奋性效应的理论不断完善。低剂量电离辐射的有害效应与非有害效应同时并存,机制仍然难以定论。过去关于低剂量电离辐射的生物效应多是通过高剂量效应曲线进行反推的,而现在越来越多的人对电离辐射的线性无阈模型的正确性提出了质疑。本文从有害效应、适应性效应和兴奋性效应3方面对低剂量电离辐射生物效应的发生及其机理等进行了综述并提出了几个问题。     

线性稳压器不同偏置下电离总剂量及剂量率效应

为对工作在空间电离环境中稳压器的电离总剂量及剂量率效应进行研究,选择一种常用的低压差线性稳压器进行了不同偏置的高低剂量率的电离辐照和退火实验。结合电路特征和电离辐射效应,对线性稳压器产生蜕变的原因进行分析。结果显示,器件输出电压、线性调整率、负载调整率等关键参数在电离辐射环境下发生不同程度变化。在零偏条件下,低剂量率（LDR）下损伤明显大于高剂量率（HDR）条件,表现出低剂量率损伤增强效应;而在工作偏置条件下,高剂量率辐照损伤大于低剂量率的,退火实验中,发生损伤恢复现象,表现为时间相关效应。在整个辐照和退火过程中,零偏置损伤比工作偏置损伤大。     

不同60Coγ剂量率下10位双极D/A转换器的总剂量效应

为探索电离辐射对数模混合电路的影响,对国产10位双极D/A转换器在60Coγ射线不同剂量率辐照下的电离辐射效应及退火特性进行研究。结果表明：D/A转换器对辐照剂量率十分敏感,在大剂量率辐照时,电路功能正常,各功能参数变化较小;在低剂量率辐照下,各参数变化显著,电路功能出现异常,表现出明显的低剂量率损伤增强效应。最后,结合空间电荷模型对其电离辐射损伤机理进行了初步探讨。     

双极电压比较器不同条件下总剂量辐射效应

为分析电压比较器在空间辐射环境下的损伤变化规律,对电压比较器在不同偏置和剂量率下的电离辐射效应进行了系统研究。结果表明,电压比较器的多个参数均发生较大变化,且敏感参数与辐照条件有很强的依赖关系。不同偏置的高低剂量率辐照结果显示,比较器的剂量率效应与偏置相关,不同偏置条件下,器件的辐射损伤模式略有不同。     

不同剂量率的低剂量X射线诱导早熟染色体断片的剂量效应关系

为了解决低传能线密度辐射诱发的染色体畸变存在剂量率效应的问题,以便较为准确地估算不同剂量率受照人员的吸收剂量。用3种不同照射剂量率的低剂量X线照射离体人外周血,CA诱导染色体早熟,收获早熟凝集染色体,采用盲法阅片,计数染色体断片数和畸变细胞数,分析畸变率与照射剂量之间的关系,分别拟合不同剂量率的剂量效应曲线和数学模型。结果表明,在剂量率一定的情况下,各剂量点的染色体断片率随吸收剂量增加而增加。同一剂量点不同剂量率射线诱发的染色体断片率随剂量率的增加而增加,剂量率效应明显。因此在估算低传能线密度辐射的吸收剂量时,应该考虑剂量率效应,根据受照情况尽量选择剂量率相近的剂量-效应关系曲线进行估算,从而使结果更为准确。     

125I籽源持续低剂量率照射诱导人肺癌细胞的旁效应

观察125I籽源持续低剂量率照射诱导人肺癌细胞损伤的旁效应.选择对高剂量率外照射敏感性不同的A549人肺腺癌细胞和NCI-H446人小细胞肺癌细胞,采用125I籽源离体照射细胞模式,将直接受照细胞与未受照细胞共培养24h,应用CB微核法和γH2AX荧光免疫分析法,检测2Gy和4Gy125I籽源持续低剂量率照射诱导人肺癌细胞的微核形成和DNA双链断裂水平.结果表明,125I籽源照射能显著诱导A549和NCI-H446细胞的微核形成率和γH2AX位点形成率增加的旁效应,显示增强对肿瘤细胞的杀伤作用.旁效应强弱与累积照射剂量、肿瘤细胞的辐射敏感性相关:对高剂量率外照射敏感的NCI-H446细胞对低剂量率照射及其旁效应的敏感性高于A549细胞,但与直接辐射效应相比,125I籽源照射诱导A549细胞旁效应高于NCI-H446细胞,这两种细胞的辐射旁效应均随累积照射剂量增加而降低,提示介导旁效应的信号因子水平可能随细胞损伤程度的增加而下降.     

剂量率对MOS器件总剂量辐射性能的影响

对3种MOS器件在不同模拟源的两种辐照剂量率下进行辐照实验,研究了MOSFET阈值电压随辐射剂量及剂量率的变化关系。对实验结果进行了分析讨论。试验表明：在相同辐射剂量下,低剂量率辐照损伤比高剂量率大。     

系统低剂量率失效和加速模拟试验方法

综述双极器件和双极线性电路在低剂量率辐射环境下的增强损伤,它可引起系统的早期失效。分析了引起低剂量率失效的物理机制,它与MOS器件电离辐射的损伤机制完全不同。为了缩短模拟试验时间和提高效/费比,研究了几种加速模拟试验方法,并对处于低剂量率下系统的加固保证也提出了一些看法。     

12位LC2MOS工艺数模转换器总剂量电离辐射效应

为了研究数模转换器在电离辐射环境中的可靠性,选取12位LC₂MOS工艺的数模转换器作为研究对象,使用⁶⁰Co γ射线源对其进行了不同剂量率、不同偏置条件下的总剂量电离辐射效应研究。试验结果表明,LC₂MOS工艺的数模转换器对辐射剂量率非常敏感,高剂量率条件下的辐射损伤较低剂量率条件下的更为显著;不同偏置条件下,其辐射损伤程度也有很大不同,正常工作偏置下的数模转换器辐射损伤较非工作偏置的辐射损伤更为明显。     

不同偏置对NPN双极晶体管的低剂量率电离辐照损伤的影响

对NPN双极晶体管进行了低剂量率下不同偏置条件的电离辐射实验。结果表明,不同偏置条件下的低剂量率辐射损伤具有明显差异。基-射结反向偏置时,其过剩基极电流最大,电流增益衰减最为显著。而基-射结正向偏置时,过剩基极电流和电流增益衰减都最小。讨论了出现这种结果的内在机制。     

双极晶体管瞬态辐射光电流分流补偿法及其实验研究

采用标准分立双极元件,对双极晶体管瞬态辐射光电流分流补偿法进行了实验验证。给出了双极晶体管瞬态辐射响应及光电流分流补偿原理,比较了带补偿与不带补偿电路的瞬态响应波形。实验结果对双极晶体管集成电路瞬态辐射加固具有指导意义。     

辐射的低剂量生物效应及分子流行病学研究现状

对低剂量辐射效应研究中的主要问题，诸如线性无阈假设、辐射致癌危险评价、辐射致癌机理以及辐射旁效应进行了综述，并概要介绍了分子流行病学在辐射效应研究中的应用及其研究现状。     

不同偏置条件下NPN双极晶体管的电离辐照效应

对NPN双极晶体管进行了不同剂量率、不同偏置条件下的电离辐射实验。研究结果表明：同一剂量率辐照时,无论是低剂量率还是高剂量率,辐照损伤均是基-射结反向偏置时最大,零偏置次之,正偏置最小。NPN双极晶体管在3种偏置下均可观察到明显的低剂量率辐照损伤增强（ELDRS）效应,且偏置条件对ELDRS效应很明显,表现为基-射结正向偏置ELDRS效应最为显著,零偏次之,反向偏置最次。对出现这一实验结果的机理进行了探讨。     

PMOSFET低剂量率辐射损伤增强效应研究

为研究PMOSFET的低剂量率辐射损伤增强效应,本文对4007电路中PMOSFET在不同剂量率、不同偏置条件下的辐射响应特性及高剂量率辐照后不同温度下的退火效应进行了讨论。实验结果表明：相比高剂量率,低剂量率辐照时PMOSFET阈值电压漂移更明显,此种PMOSFET具有低剂量率辐射损伤增强效应;高剂量率辐照后进行室温退火时,由于界面陷阱电荷的影响,PMOSFET阈值电压继续负向漂移,退火温度越高,阈值电压回漂越明显;辐照时,零偏置条件下器件阈值电压的漂移较负偏置时的大,认为是最劣偏置。     

瞬态闭锁试验在0.13 μm大规模集成电路中引起的潜在损伤

瞬态剂量率辐射试验会引起集成电路发生损伤或失效,其原因至少有两种：闭锁大电流引起的电路内部金属互连熔融;累积电离总剂量引起的氧化层电荷造成阈值电压偏移。本文以一种0.13 μm体硅CMOS处理器为对象,研究了瞬态剂量率和稳态电离总剂量辐射效应规律。结果表明：瞬态剂量率闭锁效应对处理器造成了显著的潜在损伤,导致其总剂量失效阈值从1 030 Gy(Si)降低至600 Gy(Si)。研究结论对于大规模集成电路的可靠性评估和指导辐射加固设计有重要参考意义。     

变温恒剂量率辐照加速评估方法在双极线性稳压器LM317上的应用

对3个公司生产的同一型号双极线性稳压器LM317进行了工作和零偏偏置下高、低剂量率辐照,变温恒剂量率辐照及美军标恒高温恒剂量率辐照的对比实验。结果表明,与恒高温恒剂量率辐照相比,变温恒剂量率辐照不仅能非常准确、快速地评估出在不同偏置条件下3款双极线性稳压器的剂量率效应,还可较好地模拟双极线性稳压器在低剂量率辐照下的损伤。实验结果验证了变温恒剂量率辐照加速评估方法在双极线性稳压器上应用的可行性。