[发明专利]一种基于重离子回旋加速器的单粒子效应模拟辐照装置

说明书

本发明涉及一种基于重离子回旋加速器的单粒子效应模拟辐照装置，属于抗辐射加固技术领域，该装置包括混合束切换模块、束流线扩束模块、诊断靶室和辐照靶室，诊断靶室内设有束流在线监督模块，辐照靶室内设有束流测量模块，它们之间均通过管道连接；混合束切换模块用于快速提供单离子束流，经束流线扩束模块扩束后得到大面积均匀化的单离子束流，扩束后的单离子束流辐照到辐照靶室内的待测器件上；辐照过程中，通过束流在线监督模块对单离子束流的注量/注量率及束斑均匀性进行监督，通过束流测量模块对束流能量和注量率进行测量。使用本发明提供的装置能够解决大面积均匀束斑的生成、引出到辐照靶室进行辐照、快速换样等问题。

技术领域

本发明属于抗辐射加固技术领域，具体为一种基于重离子回旋加速器的单粒子效应模拟辐照装置。

背景技术

空间辐射单粒子效应是指单个空间高能带电粒子击中微电子器件灵敏部位，由于电离作用使器件产生额外电荷或造成材料原子移位，其逻辑状态改变，功能受到干扰或失效的现象。随着航天事业的发展，单粒子效应引发的危害日益显著，根据相关统计数据，航天器发生的故障中，与空间辐射环境相关的故障占故障总数的71％，其中单粒子效应占了辐射故障的55％。

地面模拟实验是研究单粒子效应的重要手段。单粒子效应实验要求粒子注量率比较低，束斑面积比较大，均匀性要求较高，所以需要建造特殊的束流线来满足这些要求，解决大面积均匀束斑的生成、引出到辐照靶室进行辐照、快速换样等关键技术。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于重离子回旋加速器的单粒子效应模拟辐照装置，使用该装置能够解决大面积均匀束斑的生成、引出到辐照靶室进行辐照、快速换样等关键技术。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种基于重离子回旋加速器的单粒子效应模拟辐照装置，其特征在于，所述装置包括混合束切换模块、束流线扩束模块、诊断靶室和辐照靶室，所述诊断靶室内设置有束流在线监督模块，所述辐照靶室内设置有束流测量模块，所述混合束切换模块和所述束流线扩束模块之间、所述束流线扩束模块和所述诊断靶室之间、所述诊断靶室和所述辐照靶室之间均通过管道连接；

待测器件放置在所述辐照靶室内，所述混合束切换模块用于快速提供辐射所需要的单离子束流，所述束流线扩束模块对所述单离子束流进行扩束，从而获得大面积均匀化的单离子束流，扩束后的单离子束流辐照到所述辐照靶室内的待测器件上；

辐照过程中，通过所述束流在线监督模块实现对单离子束流的注量/注量率及束斑均匀性的监督，通过所述束流测量模块实现对待测器件辐照前束流能量和注量率的测量。

进一步，如上所述的基于重离子回旋加速器的单粒子效应模拟辐照装置，所述辐照靶室为卧式靶室，所述辐照靶室内设置有推拉式滑轨，所述推拉式滑轨上设置有用于安装待测器件的样品支架。

进一步，如上所述的基于重离子回旋加速器的单粒子效应模拟辐照装置，所述混合束切换模块包括ECR离子源和回旋加速器，所述ECR离子源用于将注入到其内的多种气体混合、电离形成高电离态的混合离子，并同时引出形成混合离子束流，所述混合离子束流沿所述回旋加速器的轴向注入到回旋加速器中；通过微调所述回旋加速器的高频频率，可快速分选出需要的单离子束流。

进一步，如上所述的基于重离子回旋加速器的单粒子效应模拟辐照装置，注入到所述ECR离子源中的多种气体的荷质比近似相同，同时满足单粒子的线性能量密度传输要求。