如何測試振蕩器的輻射?
定義空間景觀
首先,一個部件將受到的輻射種類因空間環境類型而異,尤其是軌道水平。Spacescape 分為四個區域:
定義輻射類別
雖然創建這些模擬環境的方式非常多,但大多數都屬于 4 個不同類別之一。即使在給定的類別中,產生的輻射水平也可能有很大差異,具體取決于要求和能力。輻射檢測分為四類:
1、使用放射性鈷(通常)產生的伽馬射線進行總電離劑量 (TID) 測試。
2、使用閃光 X 射線或來自直線加速器 (LINAC) 的顆粒生成的劑量率測試。
3、使用直線加速器進行重離子測試。
4、來自快速中子輻照設施的中子轟擊。
使用伽馬射線的 TID 測試是最常見的輻射測試。使用鈷產生伽馬射線比其他類型的測試更便宜,并且可以充分模擬衛星中隨時間推移的暴露。需要注意的是,太空中 TID 型輻射暴露的速率非常低,并且無法在地球上完全模擬緩慢的暴露速率,因為它需要很長時間。因此,對于某些類型的電子元件(特別是 BiCMOS),有必要進行所謂的 ELDRS 測試,即極低劑量率輻射,但即便如此,ELDRS 測試仍然比太空中的實際暴露率快,這可能會使測試結果和分析復雜化。
二、劑量率測試
第二種輻射測試使用閃光 X 射線進行所謂的劑量率測試,它使用非??焖籴尫诺母吣?X 射線。閃光 X 射線用于將被測部件快速暴露在非常高的劑量率、高能量下,其能量水平比 TID 測試中使用的要高得多,并且模擬了在太空中暴露于非常高能量的事件。實際能量和劑量率始終很高,但根據要求可能會有很大差異。測試的規格稱為單粒子 (SE) 要求,可能的問題可能有多種類型,從非常短暫的自我恢復的“閂鎖”,一直到被測部件永久死亡的“閂鎖”。
三、重離子測試
接下來是重離子測試,其中部件受到質子或較重離子的轟擊,這些離子會給被測部件帶來極高的能量劑量。直線加速器的重離子可以在很短的時間內產生非常高的能量劑量,以測試高水平的單一事件,甚至是所謂的瞬時劑量,它通常模擬暴露于核彈中。
四、中子轟擊
非常高能量的單粒子和瞬時劑量也可以通過中子轟擊來模擬,不同之處(與重離子暴露不同)是中子是電中性的,因此它們會產生與暴露于帶電離子不同的效果。
測試需要專業知識
首先,一個部件將受到的輻射種類因空間環境類型而異,尤其是軌道水平。Spacescape 分為四個區域:
1、許多衛星歷史上都位于地球同步軌道 (GEO) 中,由于衛星的速度等于地球的自轉速度,因此它可以連續地在地球上的一個點上空。這些 GEO 軌道海拔約 36,000 公里。
2、還有大約 20,000 公里的中地球軌道 (MEO),用于 GPS 等導航衛星。
3、最近。約 100 公里的近地軌道 (LEO) 軌道已變得越來越普遍。該地區居住著數千顆小型衛星,這些衛星成群發射,正在進行大量導航和通信應用4、然后是科學深空和行星任務。
定義輻射類別
雖然創建這些模擬環境的方式非常多,但大多數都屬于 4 個不同類別之一。即使在給定的類別中,產生的輻射水平也可能有很大差異,具體取決于要求和能力。輻射檢測分為四類:
1、使用放射性鈷(通常)產生的伽馬射線進行總電離劑量 (TID) 測試。
2、使用閃光 X 射線或來自直線加速器 (LINAC) 的顆粒生成的劑量率測試。
3、使用直線加速器進行重離子測試。
4、來自快速中子輻照設施的中子轟擊。
輻射檢測詳情
一、總電離劑量測試使用伽馬射線的 TID 測試是最常見的輻射測試。使用鈷產生伽馬射線比其他類型的測試更便宜,并且可以充分模擬衛星中隨時間推移的暴露。需要注意的是,太空中 TID 型輻射暴露的速率非常低,并且無法在地球上完全模擬緩慢的暴露速率,因為它需要很長時間。因此,對于某些類型的電子元件(特別是 BiCMOS),有必要進行所謂的 ELDRS 測試,即極低劑量率輻射,但即便如此,ELDRS 測試仍然比太空中的實際暴露率快,這可能會使測試結果和分析復雜化。
二、劑量率測試
第二種輻射測試使用閃光 X 射線進行所謂的劑量率測試,它使用非??焖籴尫诺母吣?X 射線。閃光 X 射線用于將被測部件快速暴露在非常高的劑量率、高能量下,其能量水平比 TID 測試中使用的要高得多,并且模擬了在太空中暴露于非常高能量的事件。實際能量和劑量率始終很高,但根據要求可能會有很大差異。測試的規格稱為單粒子 (SE) 要求,可能的問題可能有多種類型,從非常短暫的自我恢復的“閂鎖”,一直到被測部件永久死亡的“閂鎖”。
三、重離子測試
接下來是重離子測試,其中部件受到質子或較重離子的轟擊,這些離子會給被測部件帶來極高的能量劑量。直線加速器的重離子可以在很短的時間內產生非常高的能量劑量,以測試高水平的單一事件,甚至是所謂的瞬時劑量,它通常模擬暴露于核彈中。
四、中子轟擊
非常高能量的單粒子和瞬時劑量也可以通過中子轟擊來模擬,不同之處(與重離子暴露不同)是中子是電中性的,因此它們會產生與暴露于帶電離子不同的效果。
測試需要專業知識
總而言之,輻射檢測是一個非常復雜和定制的領域,必須由合格的輻射科學家進行規劃、指定和分析。此外,用于模擬許多不同空間環境中的輻射的輻射測試是一個快速發展的領域,其方法和要求也在不斷發展。
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