空间辐射

摘要： 航天器分布式电力系统在运行过程中会遭受各类高能粒子的持续辐射,进而出现性能退化和故障激发,尤其是其集成的关键电力部件一旦发生故障,将严重影响在轨航天器的安全可靠运行。基于航天器上搭载的分布式电力系统,梳理其可能遭受的各种空间辐射环境及常见的辐射效应,探析系统中太阳电池、锂电池、电力电子器件、绝缘材料及电能控制器件等关键部件在辐射环境下的性能退化与故障激发机理,并且基于此机理提出材料、工艺、电路与版图设计、外部防护、软件算法、可靠性评估与故障态势感知等辐射应对策略,最后指出该领域有待开展深入研究的关键问题,为开拓该领域的后续研究提供参考。

摘要： 空间辐射对飞行器可造成辐射损伤甚至失效,对航天员的生命健康安全存在着威胁。随着航天活动的深入,对空间辐射探测技术的发展提出了更高的要求。通过辐射敏感场效应晶体管(RADFET)探测技术设计研制了总剂量探测器,介绍了探测器的设计原理和测试数据分析,以及研究发展方向和空间应用展望。

摘要： 高能空间辐射会带来长期健康风险和急性健康风险,针对载人深空探测太阳粒子事件(SPE)辐射防护需求,综述了SPE防护的工程要求、辐射防护材料研究进展及利用在轨资源进行舱内(飞行器或月球居住舱)屏蔽、个人辐射防护的多种可行方案,重点介绍分析了两款具有应用前景的个人辐射防护服的研制和测试验证,在此基础上,给出了中国近地轨道和深空探测任务可采取的辐射物理防护建议。

摘要： 空间辐射是威胁航天员生命安全的重要环境因素。针对空间辐射对人体器官辐射损伤的准确评估问题,利用计算机断层扫描数据,构建了中国男性数字体素体模(身高176 cm,体重65 kg)。采用蒙特卡罗输运方法,研究在中国空间站轨道辐射环境经过典型厚度等效铝屏蔽后人体器官所沉积的生物学剂量参数。结果表明:无等效铝屏蔽层下皮肤的吸收剂量高达3.766 mGy/d;在5 g/cm^(2)等效铝屏蔽厚度下,包括皮肤在内的所有器官吸收剂量都降至1 mGy/d以下;10 g/cm^(2)的等效铝屏蔽层足以屏蔽大部分的辐射带粒子,且吸收剂量减小曲线开始趋于平缓;在20 g/cm^(2)厚度下吸收剂量减小变化不再明显,屏蔽效果明显降低。

摘要： 辐射带粒子是近地空间卫星总剂量辐射的主要来源。文章分析了内辐射带不同高度轨道的辐射环境特性;并利用Geant4程序,针对内辐射带质子环境进行不同材料的屏蔽效能计算。结果表明:虽然传统的低‒高‒低原子序数材料三明治屏蔽结构对电子具有较高的屏蔽效能,却并不适用于以质子环境为主的轨道;对于工作在3000 km圆轨道、5年寿命的卫星,若要将总剂量降至30 krad(Si)以下,使用PE屏蔽材料可比Al屏蔽减重28%。

摘要： 我国中药资源物种储量丰富,长期以来我国的中药材以野生采收为主,目前中药野生资源已远不能满足中药现代化发展的需求.人工培育的药用植物优良品种少、种植面积小、产量低,多种常用药材处于短缺状态,亟须采用科学的育种方式,提高药用植物的产量及品质.空间诱变育种具有效率高、变异幅度大、育种周期短等特点,是获得新种质资源的有效途径.空间环境对植物的诱变效应主要表现在空间微重力、辐射以及空间环境综合因素复合效应影响植物细胞分裂、染色体结构、DNA损伤修复等,使植物产生变异.目前药用植物空间诱变机制研究主要集中在空间环境对药用植物的生长发育、生理生化、细胞结构、分子水平和有效成分含量等方面产生的影响.利用空间诱变育种技术,已经在丹参、灵芝、薏苡等药用植物上培育出多个新品种,这些新品种在产量、品质上具有较大的优势.随着航天技术的发展,利用空间特殊环境对药用植物有效成分合成和积累的促进作用,进行有效成分的生产,必将成为中药资源空间诱变育种未来发展的一个重要方向.

摘要： 鉴于我国载人航天领域的飞速发展,开发高效安全且具有普适性的空间辐射防护药物具有重要医学意义。空间辐射产生的自由基可造成生物大分子结构损伤,从而引发机体组织和功能缺陷。而在我国传统医学中,大黄、人参等中药早期就被用于治疗自由基介导的肝炎等病症。因此,将传统中医药与载人航天相结合,已成为我国航天医学领域发展的独特优势。本文简要综述了空间辐射生物学效应,从构效关系、作用机制等方面探讨了中药作为空间辐射防护药物的应用前景。

摘要： 鉴于我国载人航天领域的飞速发展,开发高效安全且具有普适性的空间辐射防护药物具有重要医学意义.空间辐射产生的自由基可造成生物大分子结构损伤,从而引发机体组织和功能缺陷.而在我国传统医学中,大黄、人参等中药早期就被用于治疗自由基介导的肝炎等病症.因此,将传统中医药与载人航天相结合,已成为我国航天医学领域发展的独特优势.本文简要综述了空间辐射生物学效应,从构效关系、作用机制等方面探讨了中药作为空间辐射防护药物的应用前景.

摘要： 空间环境辐射对宇航级器件产生总剂量效应会导致器件性能参数随着剂量累积而逐步衰退,主流的抗辐射加固途径主要是芯片设计和工艺加固,存在设计周期长、流片及验证成本高等问题.针对此问题,为降低具有小批量、多批次特点的宇航级器件的研发门槛,提出一种用于封装抗辐射加固的电子辐射屏蔽设计.设计通过分析GEO轨道的辐射环境,基于对高能电子与屏蔽材料的作用机制,针对电子辐射总剂量效应,采用Al/Ta纳米复合材料结构来屏蔽空间环境中的高能电子辐射及其二次辐射,解决传统封装加固中遇到的"越挡越乱"问题.经实验,0.4 mm以上复合涂层屏蔽效率超过90％并通过了可靠性测试.

摘要： 在航天器设计中,为了减少单粒子翻转效应的影响,星载微处理器的存储单元采用检错和纠错(EDAC)设计.SPRAC V8体系的32位微处理器AT697F具备EDAC功能,能够实现对PROM、SRAM及SDRAM器件的EDAC保护.从线性分组码基础理论入手,详细分析AT697F处理器EDAC检错纠错原理,并通过AT697F的校验码生成矩阵推断出其错误图样.最后,提出一种典型的基于AT697F处理器抗单粒子翻转硬件电路设计方案,并给出地面环境下对EDAC功能的验证措施,验证设计是正确的.

摘要： 载人火星探测由于往返需要很长时间,空间辐射对航天器和航天员的影响十分突出.随着中国高可靠,长寿命载人航天器的发展,先进的空间辐射防护技术研究刻不容缓.本文基于对栽人火星探测过程中空间辐射环境和效应的分析,以空间质子和重离子辐射效应为防护对象,概述了空间辐射防护的必要性,介绍了航天器防护和人员防护的国内外研究进展,重点讨论了航天器防护中的质量屏蔽技术、磁场屏蔽技术、等离子体膨胀磁场技术和空间辐射屏蔽材料技术,在此基础上提出了对中国未来载人航天器空间辐射防护的建议.

摘要： 空间电离辐射是载人航天长期飞行及深空探测面临的最重要的环境要素之一.根据空间辐射研究技术的发展,其研究方向主要集中在辐射监测与评价技术、辐射风险评估技术、辐射生物学效应与对抗技术、辐射防护技术等.本文回顾了国外空间辐射研究在上述五个方面的主要研究进展,总结了我国载人航天发展过程中空间辐射技术研究方向取得的主要成果,提出了后续研究发展战略规划和重点方向,对于全面、科学地推进相关学科领域研究工作,具有十分重要的意义.

摘要： 本文提出了一种空间辐射单粒子瞬态脉冲宽度测量电路,该电路采用多级子电路实现.利用上／下拉驱动能力不对称的反相器构成缓冲器使单粒子脉冲宽度逐级减小,检测各级减小信号对RS锁存器的驱动情况,参照仿真得到的输入脉冲宽度同锁存器翻转情况对照表,反推待测单粒子瞬态脉冲宽度.该电路采用片上测量方法,降低了对高频测量仪器的苛刻要求,易于飞行搭载试验,可以用于分析空间辐射环境;采用数字信号输出,使得测量结果不易受外界噪声干扰;本文提出的电路设计易于扩展和延伸,改变电路尺寸和测量级数,便可以调节测量精度和测量范围.仿真表明,在0.18微米CMOS部分耗尽SOI电路工艺下,本文提出的11级测量电路,能够对脉宽不超过245ps的单粒子正脉冲进行准确测量,最大误差不超过60ps,平均误差约为22ps.

摘要： 功率变换拓扑的抗辐照特性研究是航天电源空间环境适应性研究的重要方面,是影响航天电源高可靠、长寿命运行的重要因素.本文首先介绍了空间辐射环境对功率MOS的影响机理,其次介绍了两种适应空间辐照环境的功率变换拓扑电路,然后进行这两种功率功率变换拓扑电路的电离总剂量试验,对试验结果进行分析并给出试验结论.

摘要： 热控涂层表面镀ITO(Indium Tin-Oxide)膜是抑制航天器表面充放电的有效措施,但空间辐射环境总剂量效应可能会使镀ITO膜的防静电热控涂层电性能发生退化,且目前尚未有系统的相关研究.本工作研究了空间电子和质子辐照环境对ITO膜导电性能的影响,为表面充放电防护提供设计依据.选择两种典型防静电热控涂层(ITO/Kapton/Al、ITO/OSR/Ag)为研究对象,针对地球同步轨道低能带电粒子环境,通过地面加速试验方法研究电子和质子辐照对防静电热控涂层表面电阻率的影响.试验参数采用剂量-深度分布模拟方法确定,保证了地面效应和空间效应的等效性;试验数据采用表面电阻率原位测量方法获得,避免了异位“恢复效应”带来的测量误差.试验结果表明,质子与电子辐照环境下两种防静电热控涂层的表面电阻率均呈指数衰减趋势,且电子辐照下材料性能变化趋势更为明显.SEM分析表明,ITO/OSR/Ag辐照后表面损伤较小,而ITO/Kapton/Al在辐照后表面出现细小的裂纹.XPS分析表明,电子、质子辐照后涂层表面氧空位型缺陷和Sn4+离子增多可能导致防静电涂层表面导电性能增强.本研究工作验证了空间带电粒子辐射环境对镀ITO膜热控涂层导电性能没有严重影响,为地球同步轨道长寿命型号大量使用ITO防静电涂层提供支持.

摘要： 本文首先分析了传导骚扰的测试原理,研究了人工电源网络的电路结构,得到了传导骚扰噪声的计算模型.其次就被试设备的两种不同接地方式进行探讨,分别从线缆传导影响和空间辐射影响两方面进行分析比对,提出EUT与AMN同一点共同接地的测量结果优于EUT与AMN分别就近接地的情况.试验结果与分析结果具有良好的一致性,建议在标准中完善对EUT接地情况的描述.

摘要： 辐射生物物理模型对于准确、有效地评估空间辐射引起的生物损伤及风险具有重要意义.目前较为流行的基于地基模拟的“靶效应模型”和“非靶效应模型”,是进一步探索空间辐射生物物理模型的基础.在考虑了辐射的非靶效应和机体复杂的修复过程的基础上,本文推广了传统理论中“击中”和“失活”的关系,提出了基于雅格否定算子的靶效应模型.通过对有关实验中辐射剂量与细胞存活率数据进行拟合发现,对于正常皮肤成纤维细胞的存活率数据,经典的靶学说与基于否定算子的改进靶效应模型都有较好的拟合效果;而对于人类胚胎肝细胞的存活率数据,基于否定算子的改进靶效应模型的拟合结果明显优于传统的靶学说模型.拟合结果中的模型参数值在成纤维细胞和胚胎肝细胞中明显不同,反映了主要取决于击中与失活之间否定程度的模型参数与传能线密度,细胞的种类、以及修复能力等物理和生物因素有关.

摘要： 本文对空间环境下CMOS图像传感器辐射致随机电报噪声的研究进行了回顾,并从半导体机理及文献实验结果的角度对辐射致电报噪声的重要参数进行了阐述.在此基础上,介绍了辐射环境下CIS中存在的两种类型的随机电报噪声及各自的特点,并分析了现有的CIS随机电报噪声的优化技术.结合以上内容,对CIS辐射致随机电报噪声的重要研究方向进行了讨论.

摘要： 论文对空间辐射环境、辐射效应以及辐射对星载计算机的影响进行了介绍,结合星载计算机的功能特点对其所采取的点屏蔽、容差设计、存储器检错纠错等抗辐射加固措施进行了分析、总结,给出了典型辐射加固设计方法在轨应用结果.在轨运行结果表明,各种抗辐射加固措施的综合应用可以有效地降低辐射对星载计算机造成的故障或失效的风险,提高星载计算机的抗辐射能力.

摘要： 本文简单介绍了MULASSIS程序(Multi-Layered Shielding Simulation Software)以及利用该程序进行中子源辐射剂量评估的方法和优点;列举了一个具体实例,以实验用252Cf豁免级放射源作为仿真入射源,对短时期内由252Cf裂变导致的辐射剂量进行了评估.仿真结果表明,豁免级252Cf裂变中子源对实验室内辐射剂量贡献很小,且随着屏蔽装置厚度的增加而减小;该方法能准确地对短时期辐射剂量进行评估,乃至应用于空间方案辐射的具体设计.

摘要： 本发明公开了一种空间光谱辐射测量方法以及空间光谱辐射测量系统，属于光学辐射测量领域，该方法包括被测光源、采光面罩、光导、光导汇总屏和平面光谱信息测量设备，其中：被测光源安装在采光面罩内部，在采光面罩上设置合适数量的空间坐标位置明确的采光点；在每一个采光点上安装一个光导输入端，光导输入端正对被测光源；在光导汇总屏上按照确定的排列顺序安装光导输出端，被测光源发出的向空间各方向上发散的光线通过光导传导，在光导汇总屏上集中输出；所述平面光谱信息测量设备设置在所述光导汇总屏的正面，采集光导汇总屏上每一条光导输出的光谱辐射信息。本发明实现了对光源的空间光谱信息的一次性快速采集，采集效率高，测量稳定性好。

摘要： 本发明提供的基于主动辐射照明源的空间相机在轨辐射定标方法，采用多个主动辐射照明源为空间相机在轨辐射定标提供所需辐射亮度，具有体积小、重量轻、发散角大、便于运输、定标地点选取灵活等特点，由多个主动辐射照明源组成的在轨定标系统相当于一个可移动的辐射定标场，依据在轨卫星定标任务，灵活选取定标地点，避开天气等不利因素影响，大幅缩短定标任务周期，提高定标频次，降低定标成本，在未来空间相机在轨辐射定标领域将发挥重要作用，本发明还提供一种在轨辐射定标系统。

摘要： 本发明公开了大空间建筑在太阳辐射下地板辐射供暖系统及分区方法，其地板辐射供暖系统包括热源、循环水泵、控制阀、分集水器以及位于第一区域、第二区域、第三区域和第四区域的地板辐射供暖盘管单元；本发明的地板辐射供暖系统，相比传统的地板辐射供暖系统设计方案，能够显著缓解大空间建筑在太阳辐射影响下室内出现的局部过热现象。本分区设计方法依据照射在大空间建筑地板表面的太阳辐射情况将地板辐射供暖系统分为四个区域，合理地利用照射在大空间建筑地板表面的太阳辐射进行供暖，减少系统能耗，降低大空间建筑内部由于太阳照射区造成的室内热环境的差异，提升地板辐射系统的供暖性能。

摘要： 本发明公开了一种空间光谱辐射测量方法以及空间光谱辐射测量系统，属于光学辐射测量领域，该方法包括被测光源、采光面罩、光导、光导汇总屏和平面光谱信息测量设备，其中：被测光源安装在采光面罩内部，在采光面罩上设置合适数量的空间坐标位置明确的采光点；在每一个采光点上安装一个光导输入端，光导输入端正对被测光源；在光导汇总屏上按照确定的排列顺序安装光导输出端，被测光源发出的向空间各方向上发散的光线通过光导传导，在光导汇总屏上集中输出；所述平面光谱信息测量设备设置在所述光导汇总屏的正面，采集光导汇总屏上每一条光导输出的光谱辐射信息。本发明实现了对光源的空间光谱信息的一次性快速采集，采集效率高，测量稳定性好。

摘要： 本发明公开了一种核辐射场景空间与辐射信息三维融合重建装置及方法，由移动机器人、γ相机、深度相机、嵌入式处理平台、中继器、控制器、显示终端构成。首先控制器通过中继器控制机器人移动，深度相机与γ相机采集当前环境下的深度、RGB纹理、辐射信息和相机运动的加速度与角速度信息；然后将采集的信息输至嵌入式处理平台，经空间信息三维重建模块和空间信息与辐射信息融合模块处理，形成核辐射场景三维信息点云；最后传输到显示终端进行三维信息可视化。本发明解决了核辐射场景空间与辐射信息定位不准确的问题，能实现辐射信息与空间位置的直接转化，通过三维可视化直观了解核辐射场景信息，以便于后期处置工作。

摘要： 绝对辐射计及绝对辐射计背景空间辐射传热的测量方法，涉及光辐射测量领域，解决了现有绝对辐射计测量太阳总辐照度过程中辐射传热修正缺失，与国际辐射基准溯源性较差的问题，包括视场光阑、主光阑和辐射计内部热结构；辐射计内部热结构包括压片、聚酰亚胺垫片、热电堆、热沉和吸收腔；吸收腔为带帽檐的正圆锥腔结构，热电堆的上顶面连接吸收腔帽檐，下底面与热沉连接；压片通过聚酰亚胺垫片与吸收腔帽檐固定，本方法利用有限元单元法将辐射计微元化，并在外表面覆盖上一层对应的辐射单元，用该辐射单元求解背景空间与吸收腔之间复杂的辐射传热关系，弥补绝对辐射计修正体系的缺失。

摘要： 本发明的一种空调辐射末端防结露方法，属于空气调节设备领域；新风机中的除湿换热器制冷进行除湿时，冷媒管道中的冷媒通过新风机中的板式换热器与新风机除湿热换热升温；开启冷热源中的泵机，泵机驱动冷媒将换热升温后的冷媒通过冷媒管道驱动至辐射末端中，实现防结露；通过新风机中除湿过程产生的冷凝热对室内的辐射末端提供热源，从而避免结露现象的发生，并且减少电能的损耗。以及本发明的一种多房屋空间辐射末端空调系统防结露方法，基于上述防结露方法，结合每个房屋空间测量得到露点温度t0、壁温测量仪测量得到壁温t算出温差以及计时时间等参数的控制，有效利用新风机中的除湿冷凝热，避免室内尤其多房间的结露，并且节能效果好。

摘要： 在光相位排列天线中使用的光辐射器，包括：光波导，包含使用半导体材料的波导内芯和波导覆层；以及光栅，利用沿所述光波导的一个方向入射的输入光波的散射，向自由空间辐射输出光波，所述光辐射器，为了调整向所述自由空间辐射的输出光波的辐射角，变化所述光栅的有效折射率。

摘要： 绝对辐射计及绝对辐射计背景空间辐射传热的测量方法，涉及光辐射测量领域，解决了现有绝对辐射计测量太阳总辐照度过程中辐射传热修正缺失，与国际辐射基准溯源性较差的问题，包括视场光阑、主光阑和辐射计内部热结构；辐射计内部热结构包括压片、聚酰亚胺垫片、热电堆、热沉和吸收腔；吸收腔为带帽檐的正圆锥腔结构，热电堆的上顶面连接吸收腔帽檐，下底面与热沉连接；压片通过聚酰亚胺垫片与吸收腔帽檐固定，本方法利用有限元单元法将辐射计微元化，并在外表面覆盖上一层对应的辐射单元，用该辐射单元求解背景空间与吸收腔之间复杂的辐射传热关系，弥补绝对辐射计修正体系的缺失。

摘要： 本发明涉及核辐射空间剂量及表面放射性的探测方法，具体涉及辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，为解决现有测量方法中存在的人工能够测量点位的位置分布具有较大局限性，测量效率低，以及长期处于辐射区域会对人体健康产生危害的不足之处。本发明的一种辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，包括待测点预设及测量准备、空间γ辐射剂量和表面β放射性的测量以及空间辐射剂量分布重构；最终得到不同剖面的空间γ辐射剂量分布云图和表面β放射性分布云图，本方法通过远程操控终端控制辐射测量系统自动运动及测量，并将信息传回远程操控终端，无需人工进入辐射区域。