大气中子在系统级封装器件中引起的单粒子效应特性及机理研究

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作者 叶结锋 梁朝辉 +5 位作者 张战刚 郑顺顺 雷志锋 刘志利 耿高营 韩慧 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第5期1154-1164,共11页

基于大气中子辐照谱仪(ANIS)提供的宽能谱中子束流,开展了系统级封装(SiP)器件的加速辐照实验,观察到了中子辐照导致SiP器件发生单粒子翻转(SEU)及单粒子功能中断(SEFI)效应。SEU发生于数字信号处理器(DSP)内部的静态随机存取存储器(SR... 基于大气中子辐照谱仪(ANIS)提供的宽能谱中子束流,开展了系统级封装(SiP)器件的加速辐照实验,观察到了中子辐照导致SiP器件发生单粒子翻转(SEU)及单粒子功能中断(SEFI)效应。SEU发生于数字信号处理器(DSP)内部的静态随机存取存储器(SRAM)模块以及现场可编程门阵列(FPGA)内部的块随机存取存储器(BRAM)模块。SEFI的错误类型主要是上位机程序闪退以及DSP状态机卡死。基于加速辐照实验结果计算了中子导致的SEU截面,探讨了工艺节点、中子束流能谱对SEU截面的影响。当工艺节点从40 nm减小到28 nm时,U型SEU截面减少了73%。热中子对SRAM模块的SEU截面有较大影响,滤除中子束流中的热中子成分后,SRAM的SEU截面下降了28.8%。基于GEANT4仿真软件对实验结果进行了分析,解释了实验组SEU截面较低的原因。最后,通过计算纽约海平面的软错误率发现,SEU最敏感模块为FPGA内部的BRAM,能量大于1 MeV高能中子引起的软错误率为766.8 FIT/Mbit,未在第二代双倍数据率同步动态随机存取存储器(DDR2 SDRAM)、FPGA内部的可配置逻辑块(CLB)和只读存储器(ROM)中发现SEU;SEFI最敏感模块为DSP。实验数据对SiP的抗中子辐照设计有重要意义。 展开更多

关键词 单粒子效应 中子辐照 系统级封装 单粒子翻转截面 热中子 软错误率

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航空电子设备NSEE试验评价方法 被引量：8

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作者 薛海红 王群勇 +3 位作者 陈冬梅 陈宇 阳辉 李红军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1894-1901,共8页

本文定义了航空电子设备大气中子单粒子效应(NSEE)硬失效、硬错误与软错误等大气中子辐射可靠性表征参数,提出了一套航空电子设备抗大气中子单粒子效应危害能力的试验评价方法,包括试验应力终止条件与起始条件的确定方法、MNSEE预估方... 本文定义了航空电子设备大气中子单粒子效应(NSEE)硬失效、硬错误与软错误等大气中子辐射可靠性表征参数,提出了一套航空电子设备抗大气中子单粒子效应危害能力的试验评价方法,包括试验应力终止条件与起始条件的确定方法、MNSEE预估方法、试验程序、试验评价方法等,并通过某航空用卫星导航接收机试验案例证明了该方法在工程应用中的可操作性与有效性,通过掌握数字信号处理(DSP)、静态随机存储器(SRAM)、现场可编程门阵列(FPGA)的NSEE敏感特性,可为航空用卫星导航接收机NSEE危害防控提供针对性的技术支持.本文为我国航空电子产品大气中子单粒子效应试验评价奠定了理论与应用基础,同时也为其他电子信息产品在大气中子单粒子效应试验评价方面提供了重要依据和参考. 展开更多

关键词 大气中子单粒子效应(nsee) nsee试验评价方法 Mnsee预估方法 辐射 可靠性 航空用卫星导航接收机 硬失效 硬错误 软错误

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直流输电用特高压晶闸管大气中子失效率评估和损伤机理 被引量：3

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作者 彭超 周杨 +5 位作者 陈中圆 雷志锋 马腾 张战刚 张鸿 何玉娟 《原子能科学技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期248-256,共9页

本文基于散裂中子源开展了直流输电用8.5 kV/5 kA晶闸管的加速辐照试验。试验证实了大气中子导致的晶闸管单粒子烧毁失效现象,同时基于加速辐照试验结果计算了大气中子导致的晶闸管失效率。晶闸管的反向偏置电压和结温是影响晶闸管器件... 本文基于散裂中子源开展了直流输电用8.5 kV/5 kA晶闸管的加速辐照试验。试验证实了大气中子导致的晶闸管单粒子烧毁失效现象,同时基于加速辐照试验结果计算了大气中子导致的晶闸管失效率。晶闸管的反向偏置电压和结温是影响晶闸管器件失效的关键因素。大气中子失效率随着反向偏置电压的增加呈指数增加。此外,失效率随温度的降低而增加。对应器件偏置在50%额定电压下的情况,5℃时的失效率较25℃时增加了近6倍。基于TCAD仿真进一步验证了辐照导致晶闸管失效的机理。仿真表明,单粒子烧毁失效与辐射粒子入射诱发的雪崩击穿效应直接相关。雪崩击穿效应与晶闸管反向偏置电压正相关,而与结温负相关,这与大气中子失效率随电压和结温的变化关系一致。 展开更多

关键词 晶闸管 单粒子效应 大气中子 失效率

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中子单粒子效应研究现状及进展 被引量：16

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作者 杨善潮 齐超 +8 位作者 刘岩 郭晓强 金晓明 陈伟 白小燕 林东生 王桂珍 王晨辉 李斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期4-10,共7页

回顾了中子单粒子研究的国内外发展情况,介绍了近几年西北核技术研究所在西安脉冲堆开展的低能中子单粒子效应研究进展。比较了稳态与脉冲工况下中子单粒子效应的异同性;分析了含有SRAM结构器件随着特征尺寸的减小,中子单粒子效应敏感... 回顾了中子单粒子研究的国内外发展情况,介绍了近几年西北核技术研究所在西安脉冲堆开展的低能中子单粒子效应研究进展。比较了稳态与脉冲工况下中子单粒子效应的异同性;分析了含有SRAM结构器件随着特征尺寸的减小,中子单粒子效应敏感性加剧的物理机制。分析认为目前中子单粒子效应已成为小尺寸大规模互补金属氧化物半导体器件的主要中子效应表现;中子辐射效应研究中,除了位移损伤效应以外还必需重视由中子电离造成的中子单粒子效应。 展开更多

关键词 中子辐照效应 中子单粒子效应 随机静态存储器 低能中子

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质子和中子引起的单粒子效应及其等效关系理论模拟 被引量：7

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作者 杨海亮 李国政 +3 位作者 李原春 姜景和 贺朝会 唐本奇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2001年第6期490-495,共6页

根据器件几何尺寸、掺杂浓度、偏压等因素确定灵敏体积和临界电荷 ,从而提出单粒子效应的物理模型。考虑了质子和中子在硅中的弹性散射、非弹性散射、两体反应、多体反应以及质子的库仑散射等所有相互作用类型 ,采用蒙特卡罗方法模拟跟... 根据器件几何尺寸、掺杂浓度、偏压等因素确定灵敏体积和临界电荷 ,从而提出单粒子效应的物理模型。考虑了质子和中子在硅中的弹性散射、非弹性散射、两体反应、多体反应以及质子的库仑散射等所有相互作用类型 ,采用蒙特卡罗方法模拟跟踪入射粒子与核的相互作用以及各种次级带电粒子和反冲核的能量沉积过程。采用Ziegler的拟合公式精确计算质子、α粒子、氘核、反冲核等带电离子的能量沉积。根据模拟结果确定了两种粒子引起的单粒子效应等效系数 ,并将模拟结果与实验数据进行了对比。 展开更多

关键词 质子 中子 单粒子效应 蒙特卡罗方法 航天器 空间辐射 宇宙射线 半导体器件

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临近空间中子辐射环境分析及其引起的单粒子效应预计研究 被引量：6

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作者 张战刚 雷志锋 +3 位作者 师谦 岳龙 黄云 恩云飞 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期502-507,共6页

使用Space Radiation 7.0工具分析临近空间中子辐射环境,研究其与海拔高度、太阳活动和经纬度的关系及内在原因.在此基础上,提出了一种基于蒙特卡罗方法的大气中子实时错误率预计方法,并以航空电子系统关键集成电路FPGA为例,预计其单粒... 使用Space Radiation 7.0工具分析临近空间中子辐射环境,研究其与海拔高度、太阳活动和经纬度的关系及内在原因.在此基础上,提出了一种基于蒙特卡罗方法的大气中子实时错误率预计方法,并以航空电子系统关键集成电路FPGA为例,预计其单粒子翻转敏感模块包括配置存储器、块存储器和用户触发器,单粒子功能中断敏感模块包括上电复位电路、SelectMAP接口等的实时飞行错误率.结果表明,配置存储器中发生的单粒子翻转达到总单粒子翻转率的77%,而上电复位电路和SelectMAP接口中发生的单粒子功能中断各占总单粒子功能中断率的36%.根据RTCA DO-254对飞行系统失效等级的划分,该FPGA器件不可用于航空电子系统关键位置. 展开更多

关键词 临近空间 中子 单粒子效应 场可编程门电路

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继电保护装置单粒子效应的测试方法与失效率研究 被引量：13

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作者 丁晓兵 陈朝晖 +1 位作者 周兆庆 张尧 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期167-171,共5页

单粒子效应引发的存储器软错误对微机继电保护具有不可忽略的影响。介绍了α粒子和高能中子的来源,以及中国部分城市的大气中子通量。讨论了对继电保护装置进行中子辐照试验的方案细节,以及根据实验数据求取现场环境下单粒子失效率的方... 单粒子效应引发的存储器软错误对微机继电保护具有不可忽略的影响。介绍了α粒子和高能中子的来源,以及中国部分城市的大气中子通量。讨论了对继电保护装置进行中子辐照试验的方案细节,以及根据实验数据求取现场环境下单粒子失效率的方法。从现有可靠性指标出发,推导得到继电保护装置单粒子效应的可接受失效率。将该指标和辐照试验得出的失效率相比较,可以判断装置是否满足现场运行要求。该方法对评价继电保护装置的单粒子失效率具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 继电保护 单粒子效应 软错误 加速中子辐照试验 失效率

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质子和中子的单粒子效应等效性实验研究 被引量：3

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作者 杨海亮 李国政 +2 位作者 姜景和 贺朝会 唐本奇 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期158-161,116,共5页

通过实验方法确定了高能质子和中子引起的单粒子效应等效关系。实验中采用金箔散射法降低了质子束流强度 ,并利用热释光剂量计 (TLD)进行质子注量的监测 ,采用新研制的存储器长线实时监测系统 ,进行了 64K位至 4 M位的 SRAM器件单粒子... 通过实验方法确定了高能质子和中子引起的单粒子效应等效关系。实验中采用金箔散射法降低了质子束流强度 ,并利用热释光剂量计 (TLD)进行质子注量的监测 ,采用新研制的存储器长线实时监测系统 ,进行了 64K位至 4 M位的 SRAM器件单粒子效应实验 ,确定了两种粒子引起单粒子效应等效关系。 展开更多

关键词 单粒子效应 等效性 实验研究 金箔散射法 质子 中子

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中子单粒子效应TCAD仿真 被引量：4

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作者 解磊 代刚 +1 位作者 李顺 梁堃 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期193-198,共6页

分析了核裂变与聚变情况下,典型能量的中子与半导体器件反应,所产生的次级粒子及其能谱分布。根据中子所能导致的最恶劣情况,讨论了65nm工艺尺寸下,半导体静态存储器的单粒子效应,并给出了TCAD仿真的结果。结果显示,商用6管单元难以避... 分析了核裂变与聚变情况下,典型能量的中子与半导体器件反应,所产生的次级粒子及其能谱分布。根据中子所能导致的最恶劣情况,讨论了65nm工艺尺寸下,半导体静态存储器的单粒子效应,并给出了TCAD仿真的结果。结果显示,商用6管单元难以避免中子单粒子效应的发生。双互锁存储单元(DICE)结构在高密度设计时,也由于电荷共享效应,发生了单粒子翻转。由于电荷共享效应难以用SPICE仿真的方法得到,TCAD仿真更适用于中子单粒子免疫的SRAM设计验证。最后,讨论了65nm工艺下,中子单粒子免疫的SRAM设计,指出6管单元加电容的方式,可能是更有竞争力的方案。 展开更多

关键词 中子 单粒子效应 随机静态存储器 双互锁存储单元

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FLASHROM28F256和29C256的14MeV中子辐照实验研究 被引量：4

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作者 贺朝会 陈晓华 +5 位作者 李国政 刘恩科 王燕萍 姬林 耿斌 杨海亮 《核电子学与探测技术》 CSCD 北大核心 2000年第2期115-119,153,共6页

给出了国内首次 FL ASH ROM器件的中子辐照效应实验研究结果。发现 2 8F2 56和 2 9C2 56器件的14Me V中子辐照效应不同于以往所认为的单粒子效应 ,它只有“0”→“1”错误。错误发生有个中子注量阈值 ,当中子注量小于某一个值时 ,无错... 给出了国内首次 FL ASH ROM器件的中子辐照效应实验研究结果。发现 2 8F2 56和 2 9C2 56器件的14Me V中子辐照效应不同于以往所认为的单粒子效应 ,它只有“0”→“1”错误。错误发生有个中子注量阈值 ,当中子注量小于某一个值时 ,无错误 ;当中子注量达到一定值时 ,开始出现错误。随着中子注量的增加 ,错误数增加 ,直到所有“0”变为“1”。动态监测和静态加电的器件都出现硬错误 ,不能用编程器重新写入数据。错误随读取次数的增加而增加。在相同的中子注量下 ,不加电的器件无错误 ,而加电的器件都出现错误 。 展开更多

关键词 FLASH ROM 14MeV 中子辐照实验

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单粒子效应辐照实验50~500 MeV准单能中子源模拟研究 被引量：2

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作者 陈启明 郭刚 +4 位作者 韩金华 赵树勇 马旭 张峥 刘建成 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1633-1639,共7页

中子引发单粒子效应会影响航空飞行器和地面核设施用电子器件的可靠性。准单能中子是研究中子单粒子效应规律和机理的重要中子源,通过开展辐照实验获取中子单粒子效应截面的能量依赖曲线,能预估器件在不同中子辐射环境中的单粒子错误率... 中子引发单粒子效应会影响航空飞行器和地面核设施用电子器件的可靠性。准单能中子是研究中子单粒子效应规律和机理的重要中子源,通过开展辐照实验获取中子单粒子效应截面的能量依赖曲线,能预估器件在不同中子辐射环境中的单粒子错误率。基于核反应理论,研究了50~500 MeV质子与锂相互作用的中子产额及中子单能峰产额,并基于SRIM程序计算了质子在1~3 MeV能损时Li靶厚度随质子能量的变化趋势。选取质子能损为2 MeV时的Li靶厚度,采用蒙特卡罗方法,模拟计算了50~500 MeV质子与Li靶核反应的次级中子产额和不同出射方向的中子能谱。研究结果表明,0°出射方向中子具有最好的单色性,且质子流强为1μA,靶厚在质子能损为2 MeV时,准单能中子注量率可达104~105 cm^(-2)·s^(-1)(距靶5 m),单能峰占比约为50%,可满足中子单粒子效应研究需求。 展开更多

关键词 单粒子效应 准单能中子 中子能谱

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准单能中子单粒子效应研究现状 被引量：2

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作者 韩金华 郭刚 +2 位作者 陈启明 文章 张付强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期3-11,共9页

对国际上用于单粒子效应(SEE)研究的准单能中子源进行了相关调研,对产生准单能中子源的7 Li(p,n)7Be核反应、装置布局以及表征中子场性质的中子注量率、中子能谱、中子束流轮廓及其均匀性、热中子本底等参数的理论计算及实验测量进行了... 对国际上用于单粒子效应(SEE)研究的准单能中子源进行了相关调研,对产生准单能中子源的7 Li(p,n)7Be核反应、装置布局以及表征中子场性质的中子注量率、中子能谱、中子束流轮廓及其均匀性、热中子本底等参数的理论计算及实验测量进行了系统的介绍。进行准单能中子SEE实验要求中子源有较高的中子注量率水平、较大的束流轮廓、较好的束流均匀性以及较低的热中子本底,并且能测量出精确的中子能谱。对准单能中子SEE实验过程以及三种中子SEE截面的尾部修正方法进行了介绍。 展开更多

关键词 准单能中子源 中子注量率 中子能谱 中子束流轮廓 单粒子效应 尾部修正

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用于单粒子效应辐照实验的CYCIAE-100白光中子源研究

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作者 陈启明 鲍杰 +6 位作者 马旭 郭刚 赵树勇 张峥 韩金华 张付强 李汪田 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2281-2287,共7页

中子诱发单粒子效应会影响航空飞行器和地面核设施用电子器件的可靠性。基于质子加速器打靶产生的白光中子束是研究电子器件中子单粒子效应的重要中子源。通过开展辐照实验获取器件中子单粒子效应截面或阈值等信息,能够预测器件在中子... 中子诱发单粒子效应会影响航空飞行器和地面核设施用电子器件的可靠性。基于质子加速器打靶产生的白光中子束是研究电子器件中子单粒子效应的重要中子源。通过开展辐照实验获取器件中子单粒子效应截面或阈值等信息,能够预测器件在中子辐射环境中的失效率,并为有针对性抗辐射加固提供数据支撑。中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器(CYCIAE-100)通过质子轰击W靶发生散裂反应可以产生具有连续能量的白光中子。本文基于核反应理论,采用蒙特卡罗方法模拟了100 MeV质子与W靶相互作用产生的中子的产额、能谱和角分布,模拟结果表明,平均1个100 MeV质子可以产生0.33个中子;中子能量范围为0~100 MeV,且随着能量的增加中子注量先增加后减小,峰值在1 MeV附近;沿质子束方向中子角分布具有轴对称性,且随着出射角的增加,中子注量先减小后增加,在90°时,中子注量最小。选取0°出射方向的中子束开展单粒子效应实验,采用基于双液闪探测器的中子飞行时间法测量白光中子能谱,获得了能量范围为3~100 MeV的中子能谱,且当质子束为100 MeV/1μA时,在距离W靶15 m处的中子注量率为3.3×10^(4)cm^(-2)·s^(-1),满足中子单粒子效应实验要求。 展开更多

关键词 单粒子效应 白光中子源 中子能谱

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微处理器中子单粒子效应测试系统设计与试验研究 被引量：6

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作者 段丙皇 杜川华 +2 位作者 朱小锋 李悦 陈泉佑 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期734-741,共8页

为开展微处理器的空间大气中子单粒子效应研究,以一款TI公司65 nm CMOS工艺的微处理器为研究对象,研制了一套微处理器中子单粒子效应测试系统。该测试系统可实现对被测微处理器的单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子闩锁效应的实时监测... 为开展微处理器的空间大气中子单粒子效应研究,以一款TI公司65 nm CMOS工艺的微处理器为研究对象,研制了一套微处理器中子单粒子效应测试系统。该测试系统可实现对被测微处理器的单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子闩锁效应的实时监测。利用加速器中子源,对该微处理器开展14 MeV中子辐照试验。试验结果表明,中子注量累积达3.5×10^(11)cm^(2)时,该器件未发生单粒子锁定效应。但总线通信、模数转换等功能模块发生了多次单粒子功能中断,其中集成总线通信接口模块为最敏感单位,试验获得的器件中子单粒子效应截面为6.6×10^(11)cm^(2)。 展开更多

关键词 微处理器 中子单粒子效应 14 MeV中子 测试系统

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国内典型地区地面大气中子能谱测量与仿真 被引量：1

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作者 彭超 雷志锋 +3 位作者 张战刚 杨少华 来萍 路国光 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期153-158,共6页

基于多球能谱仪开展了广州、兰州和拉萨等地区的大气中子能谱和通量测量,获取了大气中子能谱的典型特征。测量结果表明:不同地区的大气中子通量受海拔高度的影响明显,地面大气中子通量随着海拔的增加而增加。此外,基于蒙特卡罗仿真工具... 基于多球能谱仪开展了广州、兰州和拉萨等地区的大气中子能谱和通量测量,获取了大气中子能谱的典型特征。测量结果表明:不同地区的大气中子通量受海拔高度的影响明显,地面大气中子通量随着海拔的增加而增加。此外,基于蒙特卡罗仿真工具也可以模拟初级宇宙射线粒子在地球大气层中的核反应过程,从而计算获取大气中子能谱。大气中子能谱测量数据与仿真数据吻合良好。 展开更多

关键词 大气中子 单粒子效应 地面辐射环境 能谱测量

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中子单粒子效应数据获取系统设计与实现 被引量：1

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作者 龚嘉伟 魏亚东 +3 位作者 陈少佳 杜晨 胡志良 孙志嘉 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2023年第5期985-991,共7页

单粒子效应是一种威胁航天器安全的空间环境效应,为了航天事业的发展,对该效应进行模拟实验尤为重要,中国散裂中子源(CSNS)建设的大气中子辐照谱仪(ANIS)为该实验提供了先进的中子单粒子效应测试与科研平台。基于Qt开发了中子单粒子效... 单粒子效应是一种威胁航天器安全的空间环境效应,为了航天事业的发展,对该效应进行模拟实验尤为重要,中国散裂中子源(CSNS)建设的大气中子辐照谱仪(ANIS)为该实验提供了先进的中子单粒子效应测试与科研平台。基于Qt开发了中子单粒子效应测试系统的数据获取系统软件,应用于ANIS谱仪,通过该软件能够实现对测试系统的配置和监测、数据存储和显示等。通过在实验室和ANIS谱仪的实验结果表明,该数据获取系统软件稳定可靠,可以满足ANIS谱仪单粒子效应测试需求。 展开更多

关键词 QT 中子单粒子效应 数据获取 CSNS ANIS

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基于协同进化的航空高度单粒子翻转故障生成方法研究 被引量：3

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作者 王鹏 芦浩 +2 位作者 刘金枝 薛茜男 金志威 《现代电子技术》 北大核心 2019年第16期112-116,121,共6页

大气中子是航空高度下造成航空器机载电子系统翻转故障的主要辐射源。面对航空单粒子效应与航空高度影响关系,该文提出一种基于协同进化的单粒子翻转故障生成方法。生成的故障数据用于模拟实际中子通量随高度变化的规律,为机载电子设备... 大气中子是航空高度下造成航空器机载电子系统翻转故障的主要辐射源。面对航空单粒子效应与航空高度影响关系,该文提出一种基于协同进化的单粒子翻转故障生成方法。生成的故障数据用于模拟实际中子通量随高度变化的规律,为机载电子设备单粒子效应加固和防护实验提供数据支持,同时也可以用于分析航空机组人员飞行期间所接收的中子辐射剂量。验证结果表明,该单粒子翻转故障生成方法生成故障数据与真实高度变化下单粒子失效特征吻合,能够满足器件航空单粒子效应加固测试的需求。 展开更多

关键词 协同进化 航空高度 翻转故障 单粒子效应 中子通量 故障生成方法

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大气中子实时计算模式

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作者 陈善强 刘四清 +3 位作者 陈东 林瑞淋 师立勤 曹勇 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期342-348,共7页

为实时评估0~100km高度范围内的大气中子全球分布,对宇宙线在地磁场和大气中的传输过程进行了分析.利用蒙特卡罗方法工具包Geant 4,预先计算不同能量的粒子在大气层中产生的次级粒子能谱分布,形成大气次级粒子数据库,并与相关模型进行对... 为实时评估0~100km高度范围内的大气中子全球分布,对宇宙线在地磁场和大气中的传输过程进行了分析.利用蒙特卡罗方法工具包Geant 4,预先计算不同能量的粒子在大气层中产生的次级粒子能谱分布,形成大气次级粒子数据库,并与相关模型进行对比,验证了该数据库的有效性和可靠性.以实测或预报的空间环境参数作为输入,计算同步轨道银河宇宙线和太阳质子事件能谱以及100 km高度上的地磁垂直截止刚度,最终得到大气层顶上的粒子能谱.通过对大气次级粒子数据库的线性插值,实现1h分辨率的大气中子能谱和辐射剂量全球分布的实时计算. 展开更多

关键词 银河宇宙线 太阳质子事件 大气中子 GEANT 4 有效剂量

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基于高海拔地区的大气中子单粒子效应实时测量试验研究

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作者 张战刚 雷志锋 +10 位作者 黄云 恩云飞 张毅 童腾 李晓辉 师谦 彭超 何玉娟 肖庆中 李键坷 路国光 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期725-733,共9页

开展65 nm高速大容量静态随机存取存储器(SRAM)大气中子单粒子效应特性及试验评价技术研究,基于4300 m高海拔地区大面积器件阵列实时测量试验,突破效应甄别、智能远程测控等关键技术,在153 d的试验时间内共观测到错误43次,其中器件内单... 开展65 nm高速大容量静态随机存取存储器(SRAM)大气中子单粒子效应特性及试验评价技术研究,基于4300 m高海拔地区大面积器件阵列实时测量试验,突破效应甄别、智能远程测控等关键技术,在153 d的试验时间内共观测到错误43次,其中器件内单粒子翻转39次,多单元翻转(MCU)在单粒子翻转中占比23%,最大的MCU为9位。对高能中子、热中子和封装α粒子的贡献比例进行了分析,并基于多地中子通量数据,推演得到北京地面和10 km高空应用时的单位翻转(SBU)和MCU失效率(FIT)。发现地面处软错误的主要诱因为封装α粒子,随着海拔的增高,大气中子对软错误的贡献比例明显增大;MCU全部由高能中子引起,北京10 km高空处的MCU FIT值明显增大,其占比由地面的8%增大至26%。结合器件版图布局,对MCU产生机理进行了深入分析。最后,提出一种目标导向的存储器软错误加固策略优化方法。 展开更多

关键词 大气中子 单粒子效应 高海拔 软错误率

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温度对晶闸管大气中子辐照效应的影响研究

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作者 李强 殷子强 +4 位作者 师凯 蒋泽赟 赵明敏 丁卫东 陈忠 《高压电器》 2025年第9期114-121,共8页

大气中子辐照对地表尤其是高海拔地区电子信息系统和电力电子系统半导体器件的安全运行存在威胁。在“藏电外送”的背景下,随着特高压直流输电工程的不断建设,换流阀用晶闸管大气中子辐照效应研究得到了越来越多的重视。文中参考国际半... 大气中子辐照对地表尤其是高海拔地区电子信息系统和电力电子系统半导体器件的安全运行存在威胁。在“藏电外送”的背景下,随着特高压直流输电工程的不断建设,换流阀用晶闸管大气中子辐照效应研究得到了越来越多的重视。文中参考国际半导体辐照效应无损实验方法,在研究直流输电用晶闸管辐照失效率随电压变化规律的基础上引入温度变量,定量分析了晶闸管在不同温度下的失效率变化并对其失效率模型中的温度修正函数进行拟合。实验发现,在晶闸管的正常工作允许温度范围内,其受中子辐照发生单粒子烧毁的失效率随温度升高而降低。通过计算机辅助设计技术(technology computer aided design,TCAD)半导体软件仿真获得了粒子入射器件导致的故障电流变化,仿真结果与实验规律相符。文中的实验结果可以对直流输电工程设计与辐照故障率评估工作提供支撑和指导。 展开更多

关键词 大气中子 晶闸管 温度耦合 单粒子烧毁 仿真

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