Влияние радиационного воздействия на средства связи и работа измерительных приборов в условиях повышения радиационного фона

1. Влияние радиационного воздействия на средства связи и работа измерительных приборов в условиях повышения радиационного фона

2. Что же такое радиация?

Радиация – (ионизирующее
излучение) — потоки фотонов,
элементарных частиц или
атомных ядер, способные
ионизировать вещество.
Ионизация – процесс распада
нейтральных атомов или молекул
в ионы под влиянием химических
процессов, под действием
ионизирующих активных
излучений, высоких температур

3. На что же способно ионизирующее излучение?

Проникающая радиация
оказывает ионизирующее и
разрушающее воздействие на
молекулы разных веществ.
Длительное воздействие
радиации или фотонных
излучений сверхвысоких
энергий может существенно
изменять свойства
конструкционных материалов.

4. История открытия радиации.

О существовании ионизирующего
излучения стало известно в
результате открытия в 1860-х
годах катодных лучей. Следующим
открытым видом ионизирующего
излучения стали рентгеновские
лучи. В 1896 году Анри
Беккерель обнаружил ещё один вид
ионизирующего излучения —
невидимые лучи, испускаемые
ураном, проходящие сквозь плотное
непрозрачное вещество и
засвечивающие фотоэмульсию (в
современной терминологии —
гамма-излучение). В 1911—1912
годах были открыты космические
лучи.
Анри Беккерель
Вильгельм Рентген

5. Как же радиация воздействует на электронные устройства?

Современные полупроводниковые
технологии чувствительны к
ионизирующему излучению. Тем
не менее они широко применяются
в военной и космической технике,
в ядерной индустрии. При этом
используется ряд технологических,
схемотехнических и программных
решений, уменьшающих
последствия радиационного
воздействия.
В основном радиационные
повреждения, приводят к разовым
или необратимым отказам
полупроводниковых приборов.

6. Причины отклонения от нормального состояния.

Накопление электрического заряда в диэлектриках вследствие
ионизации. Приводит к смещению порога открывания полевых
транзисторов и долговременному отказу.
Стекание заряда в EEPROM и Flash памяти вследствие ионизации
диэлектрика «кармана». Приводит к потере данных.
Фотоэффект на p-n переходах (аналогично солнечным батареям).
Увеличивает паразитные утечки и ложные сигналы.
Космические тяжёлые заряженные частицы высоких энергий или
мощные излучения иной природы, ионизируя атомы, рождают в
полупроводнике лавину электронов. Это может приводить к
изменению состояния цифровых схем и мощным помехам в
аналоговых схемах.
Разрушение кристаллической структуры полупроводника
вследствие смещения атомов со своих мест под ударами
высокоэнергетических частиц.
Изменение химического состава полупроводников
вследствие ядерных реакций, индуцированных излучением.

7. Как же измерить то что мы не видим?

Исторически первыми датчиками
ионизирующего излучения были
химические светочувствительные
материалы, используемые
в фотографии. Ионизирующие
излучения
засвечивали фотопластинку,
помещённую в светонепроницаемый
конверт. Однако от них быстро
отказались из-за длительности и
затратности процесса, сложности
проявки и низкой информативности.
В качестве датчиков ионизирующего
излучения в быту и промышленности
наибольшее распространение
получили дозиметры на
базе счётчиков Гейгера.

8. Что такое счетчик Гейгера?

Счётчик Гейгера — газоразрядный
прибор, в котором ионизация газа
излучением превращается в
электрический ток между
электродами. Как правило, такие
приборы корректно регистрируют
только гамма-излучение. Некоторые
приборы снабжаются
специальным фильтром,
преобразующим бета-излучение в
гамма-кванты за счёт тормозного
излучения. Счётчики Гейгера плохо
селектируют излучения по энергии,
для этого используют другую
разновидность газоразрядного
счётчика, т. н. пропорциональный
счётчик.

9. Как же защитить полупроводники от радиации?

Проблема обеспечения
радиоэлектронной аппаратуры
материалами и приборами,
устойчивыми к воздействию
проникающей радиации, является
весьма сложной из-за большого
числа используемых в них
материалов. Уровень воздействия
радиации на радиоэлектронные
изделия, в том числе на
электронные приборы, зависит от
комплекса физических,
химических, технологических и
конструктивных факторов.
Основными способами защиты от ионизирующих
излучений являются:
1) защита расстоянием;
2)защита экранированием:
3)т альфа-излучения — лист бумаги, резиновые
перчатки, респиратор;
4)от бета-излучения — плексиглас, тонкий
слой алюминия, стекло;
5)от гамма-излучения — тяжёлые металлы
(вольфрам, свинец, сталь и пр.);
6)от нейтронов — вода, полиэтилен,
другие полимеры, бетон;
7)защита временем;