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第1章 绪论1

第2章 空间辐射环境4

2.1概述4

2.2带电粒子辐射4

2.2.1带电粒子辐射环境4

2.2.2带电粒子辐射模型13

2.3太阳电磁辐射73

2.3.1太阳电磁辐射环境73

2.3.2太阳电磁辐射模型74

2.4深空辐射环境77

2.4.1自由空间辐射环境77

2.4.2月球辐射环境78

2.4.3火星辐射环境79

2.4.4木星辐射环境及模型82

2.4.5土星辐射环境及模型97

2.4.6不同行星体深空辐射环境比较112

2.5展望113

参考文献115

第3章 空间辐射环境效应120

3.1概述120

3.2空间辐射机理121

3.2.1辐射源类型122

3.2.2辐射与材料相互作用的物理过程与机理122

3.2.3重带电粒子、电子、γ射线和中子与物质相互作用的比较135

3.3空间辐射效应135

3.3.1单粒子效应136

3.3.2总剂量效应139

3.3.3表面充放电效应140

3.3.4内带电效应143

3.3.5位移损伤效应146

3.3.6太阳电磁辐射效应147

3.3.7辐射生物学效应150

3.3.8空间多因素环境协同效应152

3.4展望159

参考文献160

第4章 空间辐射环境及效应标准162

4.1概述162

4.2国外空间辐射环境及效应标准162

4.2.1国外空间辐射环境标准162

4.2.2国外空间辐射效应标准167

4.3国内空间辐射环境及效应标准178

4.3.1国内空间辐射环境标准178

4.3.2国内空间辐射效应标准179

4.4展望180

参考文献182

第5章 空间辐射环境及效应地面模拟试验方法185

5.1概述185

5.2加速试验方法185

5.2.1加速因子186

5.2.2模拟等效区间186

5.3航天器材料地面模拟试验方法188

5.3.1剂量深度分布法188

5.3.2等效通量法190

5.3.3金属薄膜散射法193

5.3.4紫外辐射加速试验方法193

5.4单粒子效应试验方法194

5.4.1质子单粒子效应试验方法195

5.4.2锎源单粒子效应试验方法196

5.4.3重离子单粒子效应试验方法197

5.4.4脉冲激光单粒子效应试验方法201

5.5总剂量效应试验方法204

5.5.1高能带电粒子总剂量效应试验方法204

5.5.2钴源总剂量效应试验方法205

5.6表面充放电效应试验方法209

5.6.1太阳电池阵表面充放电试验方法209

5.6.2太阳电池阵等离子体功率泄露试验方法213

5.7内带电效应试验方法214

5.7.1电子束内带电效应试验方法214

5.7.2介电强度测试试验方法215

5.7.3辐射诱导电导率测量试验方法215

5.8位移损伤效应试验方法216

5.8.1等效注量法217

5.8.2位移损伤剂量法218

5.8.3劳申巴赫方法219

5.9展望220

参考文献221

第6章 空间辐射环境及效应地面模拟试验设备223

6.1概述223

6.2国外空间辐射环境效应地面模拟试验设备223

6.2.1单粒子效应地面模拟试验设备223

6.2.2总剂量效应地面模拟试验设备238

6.2.3表面充放电效应地面模拟试验设备243

6.2.4内带电效应地面模拟试验设备249

6.2.5空间紫外辐射地面模拟试验设备251

6.3国内空间辐射环境效应地面模拟试验设备256

6.3.1单粒子效应地面模拟试验设备257

6.3.2总剂量效应地面模拟试验设备264

6.3.3表面充放电效应地面模拟试验设备269

6.3.4内带电效应地面模拟试验设备271

6.3.5空间紫外辐射地面模拟试验设备272

6.4空间环境效应地面模拟试验设备现状及发展趋势275

6.4.1空间环境效应地面模拟试验设备的现状275

6.4.2空间环境效应地面模拟试验设备的发展趋势277

6.5展望282

参考文献284

第7章 空间辐射环境及效应数值模拟288

7.1概述288

7.2数值模拟方法288

7.2.1蒙特卡罗方法288

7.2.2确定性方法289

7.2.3粒子输运蒙特卡罗程序291

7.3国外空间辐射环境及效应数值模拟软件299

7.3.1空间辐射环境及效应数值模拟软件299

7.3.2表面充放电效应数值模拟软件315

7.3.3内带电效应数值模拟软件325

7.3.4太阳电池位移损伤效应数值模拟软件327

7.4我国空间辐射环境及效应数值模拟软件332

7.5展望333

参考文献334

第8章 飞行试验340

8.1概述340

8.2国外飞行试验340

8.2.1国外单粒子效应飞行试验341

8.2.2国外总剂量效应飞行试验346

8.2.3国外表面充放电效应飞行试验368

8.2.4国外内带电效应飞行试验研究370

8.2.5国外太阳电池飞行试验研究373

8.2.6国外飞行试验发展趋势378

8.3国内飞行试验380

8.3.1实践系列卫星381

8.3.2风云系列卫星389

8.3.3资源系列卫星395

8.3.4神舟系列飞船399

8.3.5嫦娥系列卫星402

8.3.6国内其他飞行试验卫星403

8.4展望404

参考文献405

第9章 航天器抗辐射加固411

9.1概述411

9.2航天器抗辐射加固的工作思路412

9.3航天器抗辐射加固的通用措施412

9.3.1电子元器件抗辐射加固413

9.3.2电子线路抗辐射加固设计414

9.3.3单机抗辐射加固设计416

9.3.4星载计算机的抗辐射加固设计417

9.4航天器抗辐射加固设计419

9.4.1单粒子效应抗辐射加固设计419

9.4.2总剂量效应抗辐射加固设计420

9.4.3表面充放电效应抗辐射加固设计421

9.4.4内带电效应抗辐射加固设计422

9.4.5位移损伤效应抗辐射加固设计423

9.4.6抗太阳电磁辐射效应加固设计424

9.4.7航天器材料抗辐射加固设计424

9.5典型器件的抗辐射加固措施424

9.5.1双极型器件的抗辐射加固措施425

9.5.2 MOS器件的抗辐射加固措施425

9.5.3 CCD传感器抗辐射加固措施426

9.5.4 FPGA抗辐射加固措施427

9.6辐射可靠性428

9.6.1抗辐射加固总体优化设计428

9.6.2单粒子效应可靠性评估和指标优化429

9.6.3总剂量效应可靠性评估和指标优化430

9.7展望431

参考文献432

第10章 空间辐射生物工程433

10.1概述433

10.2空间辐射诱变效应的机制436

10.2.1电离辐射生物学效应的机制436

10.2.2非电离辐射生物学效应的机制438

10.3空间辐射生物学效应特征438

10.3.1不同传能线密度辐射效应的差异性439

10.3.2辐射效应敏感性不同439

10.3.3辐射效应的随机性439

10.3.4低剂量与低剂量率效应440

10.3.5不同辐射源的协同效应440

10.3.6微重力与辐射的协同效应441

10.4空间辐射植物工程441

10.4.1空间辐射植物诱变的机理441

10.4.2空间辐射诱变育种的特点442

10.4.3空间辐射对植物的诱变效应442

10.4.4空间辐射植物诱变效应研究的问题444

10.5空间辐射动物工程444

10.5.1空间辐射动物诱变损伤的机理444

10.5.2空间辐射诱变损伤的特点444

10.5.3空间辐射对动物的损伤效应446

10.5.4航天员空间辐射剂量限值447

10.5.5生物叠技术450

10.6非电离辐射生物学效应451

10.6.1紫外辐射生物学效应451

10.6.2微波与短波辐射生物学效应452

10.7空间辐射生物学防护453

10.7.1电离辐射生物学效应防护453

10.7.2非电离辐射生物学效应防护455

10.8展望455

参考文献457

附录A部分常用辐射单位名称、单位符号及换算关系462

附录B全书常用缩略语和专有名词对照表463