CN102147437A - 一种用60Coγ射线开展位移损伤试验的装置 - Google Patents

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冯展祖
李存惠
王云飞
高欣
田海
曹家玮
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Abstract

本发明涉及一种用60Coγ射线开展位移损伤试验的装置，属于空间应用技术领域。所述装置为铝屏蔽层，所述铝屏蔽层放置在60Coγ射线辐照源与辐照样品之间，60Coγ射线辐照源发射出的60Coγ射线经过屏蔽层后到达辐照样品，屏蔽层的厚度为15～120mm；优选铝屏蔽层将辐照样品封闭包围，其中正对60Coγ射线辐照源的铝屏蔽层一面的厚度为15～120mm。本发明所述铝屏蔽层使60Coγ射线在受辐照样品中产生均匀位移损伤剂量沉积，相比样品直接暴露在60Coγ射线辐照场，克服了由于位移损伤在材料表面随入射深度急剧变化造成的误差。

Description

一种用<sup>60</sup>Coγ射线开展位移损伤试验的装置
技术领域
本发明涉及一种用60Coγ射线开展位移损伤试验的装置，属于空间应用技术领域。
背景技术
电子器件和光电器件容易受到空间辐射环境的影响，因此在航天器设计中选择器件时必须考虑辐射效应的影响，以保证其在空间辐射环境中完成预定的功能.新型光电器件和电子器件在空间环境中应用，位移损伤成为决定器件抗辐射能力的主要因素，位移损伤效应引起了国际航天机构广泛的重视，近年来多种新型器件空间应用位移损伤成为考核重点。
60Co产生的γ射线在空间环境效应研究及评价中可以用来开展位移损伤模拟试验，目前用60Co产生的γ射线开展位移损伤模拟试验研究采用样品直接暴露在γ射线场中，这种方法的缺陷是位移损伤剂量沉积随距离入射表面距离增大而增加，位移损伤剂量沉积不均匀，会造成模拟试验误差。
发明内容
针对现有技术中60Co产生的γ射线开展位移损伤模拟试验研究采用样品直接暴露在γ射线场中，位移损伤剂量沉积随距离入射表面距离增大而增加，位移损伤剂量沉积不均匀，会造成模拟试验误差的缺陷，本发明的目的是提供一种用60Coγ射线开展位移损伤试验的装置，适用于空间器件地面模拟实验中的位移损伤试验。
具体技术方案如下：
一种用60Coγ射线开展位移损伤试验的装置，所述装置为铝屏蔽层，所述铝屏蔽层放置在60Co γ射线辐照源与辐照样品之间，60Coγ射线辐照源发射出的60Coγ射线经过屏蔽层后到达辐照样品，屏蔽层的厚度为15～120mm。
优选铝屏蔽层将辐照样品封闭包围，其中正对60Co γ射线辐照源的铝屏蔽层一面的厚度为15～120mm。
所述装置的工作过程如下：
首先对辐射场进行剂量标定，方法如下：将剂量计放入所述装置内，将装置放入到60Co γ射线场中某一位置进行辐照，剂量计辐照到其剂量测试范围后取出剂量计测试，然后根据剂量除以辐照时间得到该位置剂量率，改变不同位置，得到辐射场中不同位置的剂量率；当对样品进行某一特定辐照剂量(如1kMeV/g的剂量辐照)的特定剂量率(如1kMeV/g·h的剂量辐照)的辐照实验时，根据剂量标定结果在辐射场中找到要测试的剂量率(如1kMeV/g·h)的位置，将样品放入所述装置，辐照一定时间(时间等于辐照剂量除以剂量率)后取出样品，样品即完成了规定的辐照。
有益效果
本发明所述铝屏蔽层使60Co γ射线在受辐照样品中产生均匀位移损伤剂量沉积，相比样品直接暴露在60Coγ射线辐照场，克服了由于位移损伤在材料表面随入射深度急剧变化造成的误差。
附图说明
图1为60Coγ射线经过不同厚度铝屏蔽层后位移损伤沉积曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施方式作进一步详细说明。
实施例1
一种用60Coγ射线开展位移损伤试验的装置，所述装置为铝盒，铝盒各个面的铝层厚度为15mm，样品硅放置在铝盒中，60Co γ射线辐照源发射出的60Coγ射线为1个光子/cm2，将上述条件通过MULASSIS辐射仿真软件计算得到仿真结果如表1所示，由结果可知平均值偏差小于19％，说明位移损伤剂量在样品的深度方向沉积偏差小于19％，说明使用所述装置后使60Co γ射线在受辐照样品中产生的位移损伤剂量沉积均匀。
表1
Figure BSA00000405387800031
实施例2
一种用60Co γ射线开展位移损伤试验的装置，所述装置为铝盒，铝盒中正对60Co γ射线辐照源一面的铝层厚度为60mm，其余各面为15mm，样品硅放置在铝盒中，60Co γ射线辐照源发射出的60Co γ射线为1个光子/cm2，将上述条件通过MULASSIS辐射仿真软件计算得到仿真结果如表2所示，由结果可知平均值偏差小于14％，说明位移损伤剂量在样品的深度方向沉积偏差小于14％，说明使用所述装置后使60Co γ射线在受辐照样品中产生的位移损伤剂量沉积均匀。
表2
Figure BSA00000405387800041
实施例3
一种用60Co γ射线开展位移损伤试验的装置，所述装置为铝盒，铝盒中正对60Co γ射线辐照源一面的铝层厚度为120mm，其余各面为15mm，样品硅放置在铝盒中，60Co γ射线辐照源发射出的60Co γ射线为1个光子/cm2，将上述条件通过MULASSIS辐射仿真软件计算得到仿真结果如表3所示，由结果可知平均值偏差小于7％，说明位移损伤剂量在样品的深度方向沉积偏差小于7％，说明使用所述装置后使60Co γ射线在受辐照样品中产生的位移损伤剂量沉积均匀。
表3
Figure BSA00000405387800042
  0.5   9.04E-08   0.030338
  0.60   1.65E-07   -0.04449
实施例4
用MULASSIS辐射仿真软件模拟60Coγ射线经过不同厚度铝屏蔽层后位移损伤沉积曲线，该模拟曲线说明60Coγ射线经过15mm以上厚度的铝屏蔽层后辐照样品，使60Co γ射线在受辐照样品中产生的位移损伤剂量沉积均匀，如图1所示。
本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用60Coγ射线开展位移损伤试验的装置，其特征在于：所述装置为铝屏蔽层，所述铝屏蔽层放置在60Coγ射线辐照源与辐照样品之间，60Coγ射线辐照源发射出的60Coγ射线经过屏蔽层后到达辐照样品，屏蔽层的厚度为15～120mm。
2.根据权利要求1所述的一种用60Coγ射线开展位移损伤试验的装置，其特征在于：优选铝屏蔽层将辐照样品封闭包围，其中正对60Coγ射线辐照源的铝屏蔽层一面的厚度为15～120mm。
3.根据权利要求1所述的一种用60Coγ射线开展位移损伤试验的装置的试验方法，其特征在于：
首先对辐射场进行剂量标定，方法如下：将剂量计放入所述装置内，将装置放入到60Coγ射线场中某一位置进行辐照，剂量计辐照到其剂量测试范围后取出剂量计测试，然后根据剂量除以辐照时间得到该位置剂量率，改变不同位置，得到辐射场中不同位置的剂量率；当对样品进行某一特定辐照剂量的特定剂量率的辐照实验时，根据剂量标定结果在辐射场中找到要测定的剂量率的位置，将样品放入所述装置，辐照一定时间，所述时间等于辐照剂量除以剂量率后取出样品，样品即完成了规定的辐照。
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