GaN核辐射探测器材料与器件研究进展

文章介绍GaN材料作为核探测器的潜在优势和国内外的研究状况,并概要综述GaN材料外延的主要技术、特点及其最新发展。通过模拟计算,总结了使用GaN制备核探测器对材料的基本要求。同时,根据目前的研究现状,提出了在GaN材料生长和器件制作方面存在的主要技术问题及其解决方向。     

微处理机核辐射效应及加固

本文研究了微处理机各种辐射效应及失效模式,评述了各类微处理机目前的抗辐射水平。还讨论了其抗辐射加固途径和辐射损伤的退火。     

中子弹爆炸早期核辐射效应估算数学模型

研究了中子弹核爆炸早期核辐射效应估算的数学模型,给出了中子注量、中子个人吸收剂量、中子周围吸收剂量、γ辐射周围吸收剂量、γ辐射个人吸收剂量以及早期核辐射总的个人剂量估算的数学模型.     

期望核辐射剂量下移动机器人的路径规划

为解决核辐射环境中机器人移动路径最优问题,我们提出一种改进平滑A*算法,在满足机器人辐射防护要求的同时,提升路径平滑性。该算法综合考虑核辐射场的剂量率、障碍物、路径长度和拐点数等因素,以吸收剂量为代价,通过引入障碍物加权优化和平滑优化,极大地提高了搜索效率和路径质量。仿真实验初步表明:与传统A*算法相比,在无障碍物和有障碍物场景下,未引入障碍物加权优化和平滑优化的改进A*算法生成的路径总剂量代价减少比例均大于45%;引入障碍物加权优化和平滑优化后,搜索效率提高11.8%,平滑度提高52.9%,所提算法基本满足设计要求。     

核辐射环境下佩戴生理监测计算机系统研究

针对目前特种监护设备接线复杂以及难以检查潜在健康危险的情况,提出了基于无线传感器网络的动态可佩戴生理监测平台,节点包括呼吸、心电、体位、体动、体温等多生理参数类型智能传感器.网关节点采用C-PRS通信方式完成数据远程准确传送.所研制仿真系统,由GPS+GPRS模块XT5开发网关,节点采用Crossbow公司的MICA2和MICA2 DOT的等类型点状系列传感器.由志愿者佩戴后,将采取的生理和位置信息准确传到500公里外的监测点,终端计算机直观地查看到了受试者传送的信息.系统稳定地工作在2.4GHz频段,发射功率-5dB,数据速率最大40kbps.初步实验结果表明,系统原型可由特种监护者工作时佩戴于身体相应部位实时动态生理定位监测.系统通讯距离远,覆盖范围大,适合于核辐射环境下应用.     

球载核径迹探测器用于研究重核辐射生物效应

介绍塑料核径变探测器用于研究气球高度相对论宇宙线重核辐射生物效应的“Ｂｉｏｓｔａｃｋ”实验方法和两次气球搭载实验的初步结果。     

CMOS器件的单粒子效应及其加固

概要综述了ＣＭＯＳ器件的单粒子效应，着重描述了ＣＭＯＳ器件的单粒子效应损伤机理，并介绍了抗单粒子效应的加固技术。     

电荷耦合器件质子辐照效应研究

利用2×6 MV串列静电加速器提供的1~10 MeV质子,开展了线阵电荷耦合器件辐射损伤效应的模拟试验和测量,研制了加速器质子扩束扫描装置及电荷耦合器件辐射敏感参数测量系统,建立了电荷耦合器件质子辐射效应的模拟试验方法,分析了质子注量、质子能量、器件偏置等对器件电荷转移效率和暗电流的影响。模拟试验结果表明,电荷转移效率随辐照质子注量的增加而下降,暗电流随辐照质子注量的增加而增大,在1~10 MeV质子能量范围内,质子能量越低,电荷转移效率的降低与暗电流的增加越显著。     

SiC器件单粒子效应敏感性分析

新一代航天器需要使用耐高压、功率损耗低的第3代半导体SiC器件,为了给器件选用和抗辐射设计提供依据,以SiC MOSFET和SiC二极管为对象,进行单粒子效应敏感性分析。重离子试验发现,在较低电压下,重离子会在SiC器件内部产生永久损伤,引起漏电流增加,甚至单粒子烧毁。SiC MOSFET和SiC二极管试验结果类似。试验结果表明SiC器件抗单粒子能力弱,与器件类型关系不大,与SiC材料有关。为了满足空间应用需求,有必要进一步开展SiC器件辐射效应机理、试验方法和器件加固技术等研究。     

星用功率VDMOS器件SEGR效应研究

对源漏击穿电压为400 V和500 V的N沟功率VDMOS器件进行碘离子单粒子辐照实验,讨论了不同偏置下两种功率器件的SEGR效应。研究结果显示:栅源电压为0 V、漏源电压为击穿电压时,器件未发生单粒子效应,表明两种星用功率器件的抗单粒子效应能力达到技术指标要求。     

GaN HEMT器件电子辐照效应研究

对GaN HEMT(High Electron Mobility Transistor)器件进行了0.8和1.2 MeV电子束的辐照效应研究.结果表明,0.8 MeV电子束对器件损伤甚于1.2 MeV电子束,饱和漏电流增大,阈值电压负向漂移主要是由于AlGaN层中电离辐射产生的俘获正电荷以及GaN层中非电离能量损失产生...     

基于单片机的核辐射监测仪

本文介绍了一种基于单片机的核辐射监测仪器的原理,描述了它的硬件和软件的设计方法。     

基于静态场景下不遮光CMOS摄像头的核辐射探测

CMOS传感器可与X/γ射线直接作用,因此存在利用分布广泛的监控摄像头进行核辐射探测的可能性。本文对静态场景下不遮光CMOS摄像头进行了初步实验验证:将约7.4×108 Bq的99 Tcm放射源置于罗技科技(Logitech)C170摄像头旁不同距离处,在静态场景下分别采集1 000帧视频图像,发现视频图像上产生了异常的随机亮斑。本文提出一种帧间差分、高斯平滑和阈值判断相结合的方法,甄别每帧图像是否含有随机亮斑,并采用TERRA-P多用途个人剂量报警仪进行了对比实验。实验结果表明:可见光图像上叠加的亮斑是由核辐射产生的,且每千帧视频图像中含亮斑帧数与辐射剂量率线性相关,相关系数R=0.99;本文提出的算法可有效甄别静态场景下不遮光CMOS摄像头所采集视频图像中的放射性事件,即实现了对核辐射的探测。未来将进一步优化视频处理算法,期望实现基于公共场所大量监控摄像头的低成本核辐射监测。     

基于单片机的核辐射监测仪器

本文介绍了一种基于单片机的核辐射监测仪器的原理,描述了它的硬件和软件的设计方法.     

CdZnTe核辐射探测器的制备

本文简要介绍了采用国产碲锌镉(CdZnTe)单晶材料制备的CdznTe核辐射探测器工艺及测试结果.对α带电粒子Thc-c/(6.04MeV、8.78MeV)FWHM=2.O%、241 Am(5.486MeV)FWHM=2.3%,137Cs低能7(662keV)FWHM=9.7%和207Bi(1048.1keV、975.6keV)内转换电子所测定的能谱.     

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。     

硅光电器件两种辐照效应的比较

比较了硅光电器件和ＭＯＳ电容经３００ｋｅＶ质子和１．２５ＭｅＶγ射线辐照后的光电参数的变化，讨论了γ射线辐照的样管在１５０℃和２００℃的退火效应，在硅器件的光谱响应范围内，将分光光度法得到的光电流谱用上述实验，有助于了解不同辐照引起的损伤在器件中的空间分布。     

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。     

单粒子效应敏感器件可靠性分配计算

为了降低系统中单粒子效应(SEE)敏感器件所产生的危害,开展了辐射环境下系统可能发生单粒子效应的敏感器件及参数的研究。在综合考虑系统自检/修复功能的基础上,给出了破坏性和非破坏性SEE对系统连续性、完好性及可用性的影响。结合非计划中断维修时间的长短情况,给出了系统中存储位与失效率的关系,建立了系统可接受的单粒子效应敏感器件失效率的分配计算方法。该算法可以满足系统规定的连续性、完好性和可用性指标要求,为系统在选型阶段进行初步设计的指标分配计算提供依据。