检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2022年第4期71卷 195-202页

作者：李俊霖李瑞宾丁李利陈伟刘岩西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

金属氧化物场效应晶体管作为大规模数字电路的基本单元,其内部的寄生效应一直以来被认为是影响集成电路在脉冲γ射线辐射环境中发生扰动、翻转以及闩锁的重要因素.为研究脉冲γ射线诱发N型金属氧化物场效应晶体管内部纵向寄生效应的开... 详细信息

金属氧化物场效应晶体管作为大规模数字电路的基本单元,其内部的寄生效应一直以来被认为是影响集成电路在脉冲γ射线辐射环境中发生扰动、翻转以及闩锁的重要因素.为研究脉冲γ射线诱发N型金属氧化物场效应晶体管内部纵向寄生效应的开启机制,通过TCAD构建了40,90以及180 nm 3种不同工艺节点的NMOS晶体管进行瞬时电离辐射效应仿真,得到了纵向寄生三极管电流增益随工艺节点的变化趋势、纵向寄生三极管的开启条件及其对NMOS晶体管工作状态的影响.结果表明:1)脉冲γ射线在辐射瞬时诱发NMOS晶体管内部阱电势抬升是导致纵向寄生三极管开启的主要原因;2)当纵向寄生三极管导通时,NMOS晶体管内部会产生强烈的二次光电流影响晶体管的工作状态;3)NMOS晶体管内部纵向寄生三极管的电流增益随工艺节点的减小而减小.研究结果可为电子器件的瞬时电离辐射效应机理研究提供理论依据.

关键词：瞬时电离辐射效应寄生效应阱电势抬升二次光电流

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反射中子对金属快中子脉冲堆特性参数的影响研究

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核技术 2024年第6期47卷 121-128页

作者：郭树伟陈珍平江新标李达张科营张信一王立鹏谢金森于涛南华大学核科学技术学院衡阳421001 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

快中子脉冲堆对墙壁反射中子比较敏感,反射中子会改变快中子脉冲堆波形,当反射中子较多时可能会对脉冲堆的运行安全造成不利影响。本文建立了考虑墙壁反射中子效应的点堆动力学方法、蒙特卡罗中子学计算方法和ANSYS热力学计算方法三者... 详细信息

快中子脉冲堆对墙壁反射中子比较敏感,反射中子会改变快中子脉冲堆波形,当反射中子较多时可能会对脉冲堆的运行安全造成不利影响。本文建立了考虑墙壁反射中子效应的点堆动力学方法、蒙特卡罗中子学计算方法和ANSYS热力学计算方法三者耦合的“核-热-力”耦合方法,并对含有墙壁反射中子效应的快中子脉冲堆Godiva-Ⅰ瞬态过程进行分析。结果表明:反射中子使脉冲后沿提高,使冲坪时的反应性变低,使堆芯位移、应力有所提高。

关键词：快中子脉冲堆反射中子核热力耦合点堆动力学安全分析

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SiGe BiCMOS低噪声放大器激光单粒子效应研究

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物理学报 2024年第4期73卷 200-208页

作者：李培董志勇郭红霞张凤祁郭亚鑫彭治钢贺朝会西安交通大学核科学与技术学院西安710049 西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

随着CMOS工艺的日益成熟和SiGe外延技术水平的不断提高,SiGe BiCMOS低噪声放大器(LNA)广泛应用于空间射频收发系统的第一级模块.SiGe HBT作为SiGe BiCMOS LNA的核心器件,天然具有优异的低温特性、抗总剂量效应和抗位移损伤效应的能力,然... 详细信息

随着CMOS工艺的日益成熟和SiGe外延技术水平的不断提高,SiGe BiCMOS低噪声放大器(LNA)广泛应用于空间射频收发系统的第一级模块.SiGe HBT作为SiGe BiCMOS LNA的核心器件,天然具有优异的低温特性、抗总剂量效应和抗位移损伤效应的能力,然而,其瞬态电荷收集引起的空间单粒子效应是制约其空间应用的瓶颈问题.本文基于SiGe BiCMOS工艺低噪声放大器开展了单粒子效应激光微束实验,并定位了激光单粒子效应敏感区域.实验结果表明,SiGe HBT瞬态电荷收集是引起SiGe BiCMOS LNA单粒子效应的主要原因.TCAD模拟表明,离子在CMOS区域入射时,电离径迹会越过深沟槽隔离结构,进入SiGe HBT区域产生电子空穴对并引起瞬态电荷收集.ADS电路模拟分析表明,单粒子脉冲瞬态电压在越过第1级与第2级之间的电容时,瞬态电压峰值骤降,这表明电容在传递单粒子效应产生的瞬态脉冲过程中起着重要作用.本文实验和模拟工作为SiGe BiCMOS LNA单粒子效应抗辐射设计加固提供了技术支持.

关键词： SiGe BiCMOS工艺低噪声放大器单粒子效应激光模拟实验 TCAD数值模拟 ADS电路模拟

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远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应试验研究

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兵工学报 2024年第11期45卷 4039-4051页

作者：殷文骏程帅刘文祥廖真马龙赵斌张德志西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室陕西西安710024 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为研究高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波整体加载作用下的动态响应规律,设计并制作1:30缩比的整体高层建筑模型,完成野外化爆试验,获取建筑模型迎爆面冲击波压力曲线和不同高度位置处的位移曲线,结合数值模拟的方法判断试验加载状态,... 详细信息

为研究高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波整体加载作用下的动态响应规律,设计并制作1:30缩比的整体高层建筑模型,完成野外化爆试验,获取建筑模型迎爆面冲击波压力曲线和不同高度位置处的位移曲线,结合数值模拟的方法判断试验加载状态,并对建筑模型的破坏形态和实测数据进行分析。研究结果表明:在远场爆炸冲击波作用下,高层建筑框架柱破坏模式以受剪破坏为主,框架梁构件以弯曲破坏为主,同时不同构件间的相互作用对破坏模式也有重要的影响;爆心与建筑物夹角θ≤25°时,迎爆面各处冲击波压力参数相同;当建筑结构整体仍处于弹性变形阶段时,各高度位置前期水平位移变化曲线近似重合,运动周期保持一致,后期由于高度不同,位移峰值有一定差别,与高度近似呈线性增长的关系;建筑模型的变形与破坏主要取决于比冲量的大小,冲击波峰值影响较小。

关键词：高层建筑远场爆炸爆炸冲击波化爆试验位移响应

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基于电流组分分离模型的钒SPND伽玛效应计算方法和实验验证

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核技术 2024年第9期47卷 85-92页

作者：周遥曹良志刘宙宇王立鹏邵睿智贺清明吴宏春西安交通大学核科学与技术学院西安710049 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

钒自给能中子探测器(Self-Powered Neutron Detector,SPND)在核反应堆混合辐射场中会产生显著的γ噪声电流,从而影响中子通量测量和堆芯在线监测的准确性。针对钒SPND的γ效应,根据探测器响应机理建立了电流组分分离模型,并构建了脉冲... 详细信息

钒自给能中子探测器(Self-Powered Neutron Detector,SPND)在核反应堆混合辐射场中会产生显著的γ噪声电流,从而影响中子通量测量和堆芯在线监测的准确性。针对钒SPND的γ效应,根据探测器响应机理建立了电流组分分离模型,并构建了脉冲研究堆堆内SPND电流计算方法。基于不同电流组分的时间特性,利用200 kW辐照腔的停堆衰减测量实验量化了瞬发γ电流分量,电流组分分离模型在计算钒探测器稳态电流和稳态电流瞬发分量方面与实验数据吻合良好。通过对商用压水堆甩负荷瞬态试验过程的钒SPND模拟,进一步验证了探测器数值模型的动态响应跟踪和瞬发γ电流模拟能力。研究表明:在理论计算和测量分析中均需要考虑钒SPND的γ效应,在实际堆芯中,γ响应存在不同电流组分之间的相互补偿作用。

关键词：钒自给能中子探测器 γ响应电流组分分离模型研究堆验证

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15 MA Z箍缩装置真空磁绝缘传输线鞘层电子流分析

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物理学报 2023年第3期72卷 186-191页

作者：龚振洲魏浩范思源洪亚平吴撼宇邱爱慈西安交通大学电力设备与电气绝缘国家重点实验室西安710049 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

基于建立的15 MA Z箍缩装置等效电路模型,获得了外层磁绝缘传输线(magnetically-insulated transmission line,MITL)鞘层电子流分布规律:从时间上看,鞘层电子流幅值先减小、后增大,波形呈“马鞍”型;从空间上看,鞘层电子流沿着功率流方... 详细信息

基于建立的15 MA Z箍缩装置等效电路模型,获得了外层磁绝缘传输线(magnetically-insulated transmission line,MITL)鞘层电子流分布规律:从时间上看,鞘层电子流幅值先减小、后增大,波形呈“马鞍”型;从空间上看,鞘层电子流沿着功率流方向逐渐减小.分析了MITL参数,包括恒阻抗段真空阻抗、恒间隙段间距,以及柱孔盘旋面位置半径对MITL末端鞘层电子流的影响.计算结果显示:MITL末端鞘层电子流受MITL末端阻抗和柱孔盘旋面位置半径的影响较大.当15 MA装置四层MITL并联真空阻抗从0.42Ω增大到0.84Ω时,在负载聚爆前5 ns时刻,MITL末端鞘层电子流从184.7 kA降低至106.9 kA,负载峰值电流减小约0.5 MA.

关键词： Z箍缩磁绝缘传输线鞘层电子流真空阻抗

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球面波传播的电磁脉冲下的架空线缆响应

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高电压技术 2022年第7期48卷 2770-2775页

作者：王旭桐刘政秦锋苗建国程引会聂鑫西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

为了研究试验中线缆对球面波产生的耦合量与平面波辐照下产生的耦合量的等效性问题,在电小尺寸假设下,推导得到了球面波与平面波等效的条件。在不满足等效条件的试验设置下,通过威胁级水平极化辐射波电磁脉冲模拟器进行了线缆辐照试验,... 详细信息

为了研究试验中线缆对球面波产生的耦合量与平面波辐照下产生的耦合量的等效性问题,在电小尺寸假设下,推导得到了球面波与平面波等效的条件。在不满足等效条件的试验设置下,通过威胁级水平极化辐射波电磁脉冲模拟器进行了线缆辐照试验,分别计算了球面波与平面波辐照下的感应电流并于实测波形对比,结果显示球面波计算结果更接近实测波形。数值计算中通过改变线缆长度,获取了长度对两种波传播方式等效性的影响。结果显示,线缆长度当满足等效条件时,计算结果差异不大;当不满足等效条件时,由于球面波会改变线缆的ECL(有效耦合长度),随线缆长度增加,球面波下感应电流显著大于平面波下的感应电流,直至达到饱和,趋于稳定。研究结果可对水平极化模拟器下电磁脉冲效应试验的试验设置提供参考。

关键词：球面波平面波辐射波电磁脉冲模拟器有效耦合长度传输线

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质子辐照对CMOS图像传感器传输栅损伤效应的实验与分析

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光学学报 2024年第9期44卷 267-273页

作者：唐宁王祖军晏石兴李传洲蒋镕羽湘潭大学材料科学与工程学院湖南湘潭411105 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室陕西西安710024

互补金属氧化物半导体图像传感器(CIS)是一种当前应用非常广泛的光电图像传感器,其应用在空间辐射环境中时遭受的质子辐照损伤问题一直备受关注。为了分析CIS内部重要结构受辐射损伤影响及辐照损失机理,开展了关于CIS传输栅的质子辐照实... 详细信息

互补金属氧化物半导体图像传感器(CIS)是一种当前应用非常广泛的光电图像传感器,其应用在空间辐射环境中时遭受的质子辐照损伤问题一直备受关注。为了分析CIS内部重要结构受辐射损伤影响及辐照损失机理,开展了关于CIS传输栅的质子辐照实验,通过测试辐照前后转移特性曲线并提取阈值电压和饱和输出电流,总结CIS传输栅的辐照损伤实验规律。对常温下经过辐照后的CIS开展了退火测试,分析相关特征参数的变化情况。应用TCAD(Technology computer aided design)仿真模拟探究了传输栅的辐照损伤规律及损伤机理。辐照实验在西安200 MeV质子应用装置上进行,质子能量为60 MeV,注量分别为1×10^(10)、1×10^(11)、1×10^(12)cm^(−2)。实验结果表明:CIS传输栅的性能参数对质子辐照产生的电离损伤和位移损伤较为敏感,辐照后出现阈值电压正向漂移增加和饱和输出电流下降的现象,经退火后出现不同程度的恢复。分析了质子辐照CIS传输栅单管诱发的电离损伤和位移损伤效应,给出了CIS传输栅退化与质子辐照注量的变化关系曲线,并与TCAD仿真结果对比,总结了质子辐照损伤效应规律。

关键词：遥感与传感器光学器件 CMOS图像传感器质子辐照辐照注量退火测试

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二氧化硅气凝胶光学性能及辐射探测性能研究

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西安交通大学学报 2025年第2期59卷 127-133页

作者：燕奕宏张美盛亮唐灵芝纪富何佳洋胡光胡华四西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

针对惯性约束聚变中高能γ射线探测存在的X射线影响,以及气体切伦科夫辐射体调控阈值复杂或部分切伦科夫辐射体不可调控阈值的问题,提出了使用硅气凝胶作为切伦科夫辐射体对γ射线进行探测的方法。首先,搭建透过率测量平台,测量了厚度为... 详细信息

针对惯性约束聚变中高能γ射线探测存在的X射线影响,以及气体切伦科夫辐射体调控阈值复杂或部分切伦科夫辐射体不可调控阈值的问题,提出了使用硅气凝胶作为切伦科夫辐射体对γ射线进行探测的方法。首先,搭建透过率测量平台,测量了厚度为1 cm的410 mg/cm^(3)硅气凝胶在250~800 nm波长范围内的透过率,得到了硅气凝胶的吸收散射系数;然后,使用最小偏差角的方法对硅气凝胶的折射率进行了测量,并对全波段折射率进行拟合;进而,将得到的吸收散射系数与折射率写入Geant4软件,在硅气凝胶探测系统中,对不同能量γ射线的能量响应进行了模拟计算;最后,在西北核技术研究院的^(60)Co源上搭建系统,分别对硅气凝胶及石英玻璃的发光强度进行了测量。结果表明:硅气凝胶净信号达到了11.67 nA,不确定度为3.8%;石英玻璃的净信号达到了373.67 nA,不确定度为3.2%。研究结果证实了硅气凝胶切伦科夫探测系统对γ射线探测的可行性,说明了硅气凝胶可作为切伦科夫辐射体应用于惯性约束聚变中的高能γ射线诊断。

关键词：惯性约束聚变 γ射线探测切伦科夫辐射体硅气凝胶

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不同复合阳极靶轫致辐射场参数的数值模拟

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辐射研究与辐射工艺学报 2023年第3期41卷 107-112页

作者：李进玺吴伟程引会郭景海西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

电子束辐照材料后发生轫致辐射可以产生脉冲X射线,轫致辐射产生X射线的能谱、转化效率等参数与电子束能量,靶材料及其结构相关。利用二极管的电压、电流波形计算了电子束参数,建立了复合靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,模拟了电子和光子在... 详细信息

电子束辐照材料后发生轫致辐射可以产生脉冲X射线,轫致辐射产生X射线的能谱、转化效率等参数与电子束能量,靶材料及其结构相关。利用二极管的电压、电流波形计算了电子束参数,建立了复合靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,模拟了电子和光子在不同材料中的输运规律,研究了钽和有机玻璃组成的复合阳极靶对X射线辐射场的影响,结果对于产生低能、高注量、高转化效率、低透射电子能量用复合阳极靶的设计具有指导意义。计算结果表明:复合阳极靶中有机玻璃具有软化电子能谱、衰减透射电子的作用;采用慢化电子靶比相同厚度薄靶产生的X射线能谱相对要硬;减小钽的厚度有利于减小平均光子能量,而增加钽的厚度有助于提高能量转化效率;选用有机玻璃2 cm、钽10μm的薄靶时,X射线平均能量为133.22 keV,光子能量转化效率为0.055%。

关键词：粒子输运轫致辐射 X射线

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