徐娜军--抗辐射加固技术体系-培训材料

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1、抗辐射加固技术体系徐娜军二零一五年八月公开提 纲一、抗辐射加固技术体系的内涵二、抗辐射加固技术的作用和意义三、抗辐射加固技术体系及其组成四、抗辐射加固技术体系发展趋势一、抗辐射加固技术体系的内涵1、什么是抗辐射加固技术？ 抗辐射加固技术是提高系统抗辐射损伤抗辐射加固技术是提高系统抗辐射损伤能力，确保可靠完成规定任务的技术。能力，确保可靠完成规定任务的技术。2、什么是体系？ 指一定范围内由事物或系统按照一定的秩指一定范围内由事物或系统按照一定的秩序和内部联系组合成的一个的有机整体。序和内部联系组合成的一个的有机整体。 例如：宇宙体系、导航体系 抗辐射加固技术体系 等等 一、抗辐射加固技术体系的内

2、涵3、什么是系统 一般系统论创始人贝塔朗菲的定义是：系统是相互联系相互作用的诸元素的综合体。 中国学者钱学森认为：系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。 一、抗辐射加固技术体系的内涵 系统的特性系统的特性：一多元性，系统是多样性的统：一多元性，系统是多样性的统一，差异性的统一。二相关性，系统不存在孤立一，差异性的统一。二相关性，系统不存在孤立元素组分，所有元素或组分间相互依存、相互作元素组分，所有元素或组分间相互依存、相互作用、相互制约。三整体性，系统是所有元素构成用、相互制约。三整体性，系统是所有元素构成的复

3、合统一整体。的复合统一整体。 抗辐射加固的对象：系统。其组成元素主要抗辐射加固的对象：系统。其组成元素主要包括材料、电子元器件、设备、分系统、结构件包括材料、电子元器件、设备、分系统、结构件等等 具有系统复杂性的特征。具有系统复杂性的特征。 如卫星系统、星座系统等如卫星系统、星座系统等 一、抗辐射加固技术体系的内涵 工作在辐射环境中的系统，在射线/粒子等辐射的作用下会产生各种辐射效应甚至损伤，在系统的设计和制造过程中采取各种防护措施以提高系统在辐射环境中可靠完成工作的能力，并采用试验和仿真等方法对这种能力进行验证，形成各种标准规范，对批量生产具有同样能力的系统提供保证，按照这一流程进行的技术活

4、动，相互之间有机结合，形成了抗辐射加固技术体系。一、抗辐射加固技术体系的内涵特点： 抗辐射加固技术体系是核科学、空间科学、辐射物理学、材料科学、核武器技术、导弹技术、航天技术、信息技术、电子技术、数值模拟和仿真技术等多学科交叉融合的研究领域，具有显著的综合性、共用性和应用性。二、抗辐射加固技术的作用和意义 作用 抗辐射加固技术能够使工作在辐射环境中的抗辐射加固技术能够使工作在辐射环境中的系统不因辐射效应或损伤导致功能异常、寿命缩短系统不因辐射效应或损伤导致功能异常、寿命缩短和任务失败，提高其可靠完成预定任务的能力。和任务失败，提高其可靠完成预定任务的能力。 意义 民用意义：和平利用空间、和平利

5、用核能、民用意义：和平利用空间、和平利用核能、电力、通信与网络电力、通信与网络 军事意义：军用航天器、战略性武器的生存军事意义：军用航天器、战略性武器的生存与突防与突防三、抗辐射加固技术体系及其构成体系框图（一）系统工作的辐射环境1、定位、定位 系统工作的辐射环境是引发系统及其构成元系统工作的辐射环境是引发系统及其构成元素辐射效应、产生辐射损伤的根本因素，是进行抗素辐射效应、产生辐射损伤的根本因素，是进行抗辐射加固技术研究的输入条件。辐射加固技术研究的输入条件。2、对象、对象 天然辐射环境：空间辐射环境、大气层辐射天然辐射环境：空间辐射环境、大气层辐射环境、雷电电磁脉冲等环境、雷电电磁脉冲等

6、人为辐射环境：核爆炸辐射环境、核电磁脉人为辐射环境：核爆炸辐射环境、核电磁脉冲、定向能（激光、高功率微波、粒子束）冲、定向能（激光、高功率微波、粒子束） 系统内部的辐射环境：射线系统内部的辐射环境：射线/粒子等辐射穿透粒子等辐射穿透系统壳体或蒙皮，在系统内部形成的辐射环境系统壳体或蒙皮，在系统内部形成的辐射环境（一）系统工作的辐射环境3、内涵、内涵 系统工作的辐射环境往往是一个综合的系统工作的辐射环境往往是一个综合的辐射场。采用辐射探测、数值模拟的方法，研辐射场。采用辐射探测、数值模拟的方法，研究辐射场中射线或粒子的成份、能谱、通量、究辐射场中射线或粒子的成份、能谱、通量、注量、时空分布，研究

7、电、磁场强度、时域、注量、时空分布，研究电、磁场强度、时域、频域特征等参数，建立辐射环境模型，并通过频域特征等参数，建立辐射环境模型，并通过辐射场动态变化分析、辐射探测方法不确定度辐射场动态变化分析、辐射探测方法不确定度分析、数值模拟方法不确定度分析等研究，获分析、数值模拟方法不确定度分析等研究，获得辐射环境模型的不确定度。得辐射环境模型的不确定度。（一）系统工作的辐射环境4、研究的方法和途径 试验测量：测量真实辐射环境射线试验测量：测量真实辐射环境射线/粒子、粒子、电磁场强度等辐射场电磁场强度等辐射场 参数。如空间辐射环境探测参数。如空间辐射环境探测卫星卫星 数值模拟：根据辐射环境探测数据或

8、辐射数值模拟：根据辐射环境探测数据或辐射装置的物理设计，采用理论模拟方法，建立辐射装置的物理设计，采用理论模拟方法，建立辐射环境模型，计算得到辐射场的参数。如空间辐射环境模型，计算得到辐射场的参数。如空间辐射环境模型（环境模型（AP8AE8）、典型轨道辐射环境模）、典型轨道辐射环境模型、卫星系统内部辐射剂量深度曲线等等。型、卫星系统内部辐射剂量深度曲线等等。（一）系统工作的辐射环境5、作用、作用 辐射环境对系统抗辐射加固指标的设定、辐射环境对系统抗辐射加固指标的设定、辐射效应辐射效应/损伤分析、辐射效应模拟试验方法损伤分析、辐射效应模拟试验方法的建立以及抗辐射加固技术有效性验证都具有的建立以及

9、抗辐射加固技术有效性验证都具有重要的的作用。重要的的作用。（二）辐射效应机理及损伤模式1 1、定位、定位 射线射线/ /粒子等辐射与系统相互作用，会产生粒子等辐射与系统相互作用，会产生各种辐射效应，当辐射效应改变了系统的功能各种辐射效应，当辐射效应改变了系统的功能性能、对系统完成预定任务产生严重影响时，性能、对系统完成预定任务产生严重影响时，称之为辐射损伤。系统的辐射效应机理和损伤称之为辐射损伤。系统的辐射效应机理和损伤模式研究是抗辐射加固技术研究的输入条件。模式研究是抗辐射加固技术研究的输入条件。（二）辐射效应机理及损伤模式2 2、对象：、对象： 电离总剂量效应、单粒子效应、位移损伤效应、电

10、离总剂量效应、单粒子效应、位移损伤效应、充放电效应、瞬时高剂量率效应等等。充放电效应、瞬时高剂量率效应等等。 电磁脉冲效应电磁脉冲效应 辐射热辐射热- -力学效应力学效应 等等等等 （二）辐射效应机理及损伤模式3、内涵 辐射效应机理： 从微观层次对射线从微观层次对射线/ /粒子等辐射与系统及粒子等辐射与系统及其各元素（功能材料、电子元器件、设备、壳体其各元素（功能材料、电子元器件、设备、壳体等）相互作用的物理过程和规律进行研究，揭示等）相互作用的物理过程和规律进行研究，揭示射线射线/ /粒子等辐照下系统各元素功能性能发生变粒子等辐照下系统各元素功能性能发生变化的物理机制，及其在系统中传播的特征

11、和规律。化的物理机制，及其在系统中传播的特征和规律。 一种形式的辐射可能产生数种效应，不同一种形式的辐射可能产生数种效应，不同形式的辐射可能产生相同的效应，只是程度不同。形式的辐射可能产生相同的效应，只是程度不同。 （二）辐射效应机理及损伤模式 辐射损伤模式及失效判据 射线射线/粒子等辐射作用于系统，使系统功能粒子等辐射作用于系统，使系统功能性能发生变化，无法正常完成预定任务，从行为性能发生变化，无法正常完成预定任务，从行为级对系统及其组成元素受辐照后功能性能的变化级对系统及其组成元素受辐照后功能性能的变化进行描述，称之为辐射损伤模式。对这种功能性进行描述，称之为辐射损伤模式。对这种功能性能变