Космическое материаловедение. Акишин А.И. - 4 стр.

UptoLike

Составители: 

4
ВВЕДЕНИЕ.
Одним из важнейших факторов, воздействующих на космические
аппараты А), являются заряженные частицы средних и высоких энер-
гий (~0,01 100 МэВ), входящие в состав радиационных поясов Земли,
космического корпускулярного излучения солнечного и галактического
происхождения. Потоки этих частиц состоят преимущественно из элек-
тронов и протонов с относительно небольшим содержанием альфа-
частиц и более тяжелых ионов. Радиационные условия на борту КА за-
висят прежде всего от типа орбиты аппарата, т.е. от того через какие
зоны космической радиации проходит аппарат, а также от особенностей
конструкции КА. Под действием корпускулярных излучений в материа-
лах и элементах КА возникают различного рода обратимые и необрати-
мые эффекты, приводящие к нарушению нормального функционирова-
ния бортовых систем КА. Современные КА имеют срок службы ~7-10
лет. В этой связи повышению радиационной стойкости материалов и
аппаратуры КА уделяется большое внимание.
Проблема радиационной стойкости бортовой аппаратуры КА обост-
ряется, в связи с внедрением в космическое аппаратостроение элемен-
тов современной микроэлектроники с высокой степенью интеграции,
волоконной и интегральной оптики, криоэлектроники и т.п. В последнее
десятилетие резко возросло внимание к радиационным одиночным сбо-
ям в элементах памяти и микропроцессорах бортовых компьютеров при
воздействии одиночных ядер космических излучений.
Диэлектрические материалы при облучении заряженными частица-
ми с энергией 1-100 МэВ могут аккумулировать избыточный электриче-
ский заряд и создавать в объеме облученного материала высокие элек-
трические потенциалы. Способность диэлектрика эффективно аккуму-
лировать электрический заряд определяется его высоким удельным со-
противлением (>10
14
ом
.
см), гетерогенностью структуры и наличием
глубоких энергетических ловушек в запрещенной зоне. Если напряжен-
ность электрического поля в объеме облученного диэлектрика от вне-
дренного заряда превысит его электрическую прочность (1-1,5 МВ/см),
то произойдет электрический пробой диэлектрика на его поверхность.
При некоторых условиях характер кумуляции энергии в разрядном ка-
нале соответствует электрическому взрыву, при этом в окружающую
среду инжектируется плазмоид, создающий широкий спектр электро-
магнитных помех( ЭМП).
При определенных условиях объемные разряды, протекающие в ра-
диационно-заряженных изоляционных материалах сверхпроводящей
магнитной системы международного термоядерного реактора (ТЯР)
                             ВВЕДЕНИЕ.

   Одним из важнейших факторов, воздействующих на космические
аппараты (КА), являются заряженные частицы средних и высоких энер-
гий (~0,01 – 100 МэВ), входящие в состав радиационных поясов Земли,
космического корпускулярного излучения солнечного и галактического
происхождения. Потоки этих частиц состоят преимущественно из элек-
тронов и протонов с относительно небольшим содержанием альфа-
частиц и более тяжелых ионов. Радиационные условия на борту КА за-
висят прежде всего от типа орбиты аппарата, т.е. от того через какие
зоны космической радиации проходит аппарат, а также от особенностей
конструкции КА. Под действием корпускулярных излучений в материа-
лах и элементах КА возникают различного рода обратимые и необрати-
мые эффекты, приводящие к нарушению нормального функционирова-
ния бортовых систем КА. Современные КА имеют срок службы ~7-10
лет. В этой связи повышению радиационной стойкости материалов и
аппаратуры КА уделяется большое внимание.
   Проблема радиационной стойкости бортовой аппаратуры КА обост-
ряется, в связи с внедрением в космическое аппаратостроение элемен-
тов современной микроэлектроники с высокой степенью интеграции,
волоконной и интегральной оптики, криоэлектроники и т.п. В последнее
десятилетие резко возросло внимание к радиационным одиночным сбо-
ям в элементах памяти и микропроцессорах бортовых компьютеров при
воздействии одиночных ядер космических излучений.
   Диэлектрические материалы при облучении заряженными частица-
ми с энергией 1-100 МэВ могут аккумулировать избыточный электриче-
ский заряд и создавать в объеме облученного материала высокие элек-
трические потенциалы. Способность диэлектрика эффективно аккуму-
лировать электрический заряд определяется его высоким удельным со-
противлением (>1014 ом.см), гетерогенностью структуры и наличием
глубоких энергетических ловушек в запрещенной зоне. Если напряжен-
ность электрического поля в объеме облученного диэлектрика от вне-
дренного заряда превысит его электрическую прочность (1-1,5 МВ/см),
то произойдет электрический пробой диэлектрика на его поверхность.
При некоторых условиях характер кумуляции энергии в разрядном ка-
нале соответствует электрическому взрыву, при этом в окружающую
среду инжектируется плазмоид, создающий широкий спектр электро-
магнитных помех( ЭМП).
   При определенных условиях объемные разряды, протекающие в ра-
диационно-заряженных изоляционных материалах сверхпроводящей
магнитной системы международного термоядерного реактора (ТЯР)
                                  4