радіаційної стійкості ЕЛЕКТРОННИХ ЗАСОБІВ
План
Основні поняття і види опромінення
Вплив опромінення на конструкційні матеріали
Вплив іонізуючого опромінення на резистори
Вплив радіації на напівпровідникові діоди
Вплив радіації на транзистори
Вплив радіації на коефіцієнт посилення
Вплив опромінення на електровакуумні прилади та інтегральні схеми
Основні поняття і види опромінення
Конструювання РЕА, стійкою до іонізуючого опромінення, передбачає вибір матеріалів та елементної бази, а також конструктивних рішень, що зменшують вплив радіації.
іонізуючої радіації - називається опромінення, що володіє властивістю проникати в товщу речовини і викликати в ньому іонізацію. При розгляді впливу радіації застосовують такі терміни для основних характеристик радіації:
потужність потоку та інтегральний потік (при корпускулярном випромінюванні),
потужність дози опромінення і доза опромінення (при гамма-випромінюванні).
Потужність потоку - вимірюється кількістю часток, що падають перпендикулярно на майданчик 1 см 2 за весь час опромінення.
Інтегральний потік - повний потік часток, які пройшли через майданчик 1 см 2 за весь час опромінення.
Потужність дози - вимірюється в рентгенах на секунду (Р/с).
Доза опромінення - в рентгенах (Р).
Рентген (Р) - доза гамма - випромінювання при поглинанні якого в 1 см 3 сухого повітря при t = 0 В° C і нормальному тиску утворюються позитивні і негативні заряди загальною величиною в одну електричну одиницю кожного знака.
При дозі 1Р в одному грамі повітря поглинається енергія 87 * 10 -7 Дж.
Вплив радіації на речовину залежить від виду радіації, дози (потоку) опромінення, потужності дози (потоку) опромінення, розподілу енергії радіації по спектру, природи речовини, що опромінюється, навколишніх умов (температури, вологості і т.д.).
Опромінення швидкими нейтронами носить об'ємний характер і викликає порушення структури речовини (зміщення атомів у кристалічній решітці, освіта домішок інших елементів і, зокрема, освіта радіоактивних ізотопів); іонізацію (в невеликому ступені) внаслідок виділення з атомів заряджених частинок.
Опромінення швидкими протонами є поверховим і викликає іонізацію і порушення структури речовини (в невеликому ступені).
Вплив гамма - променів також має об'ємний характер. Під впливом гамма - випромінювання виникає сильна іонізація, явище фотопровідності, люмінесценція, хімічні реакції, підвищення температури, зміна анізотропних властивостей кристалічних речовин.
Опромінення електронами (b - Випромінювання) носить поверхневий характер і викликає іонізацію, вторинну емісію, невеликі зміни в решітці речовини, жорстке рентгенівське опромінення.
Вплив a - частинок і осколків ядер можна практично не враховувати внаслідок малої довжини пробігу та поверхневого характеру.
Вплив випромінювання може викликати оборотні, необоротні або полупостоянние зміни в речовині.
Оборотні зміни виникають одночасно з початком опромінення і зникають з припиненням опромінення. Необоротні зміни настають під впливом певної дози опромінення, не зникають і не зменшуються після припинення опромінення. Полупостоянние зміни починаються при опроміненні, розвиваються у міру збільшення дози і зникають через деякий час після закінчення опромінення.
Вплив опромінення на конструкційні матеріали
На металеві конструкції іонізуюче опромінення впливає слабко (мало). На властивості металів впливають тільки нейтронні потоки великої інтенсивності більше 10 20 нейтр/см 2 . При бомбардуванню нейтронами може збільшитися тимчасово міцність на розрив, змінитися плинність і еластичність, підвищитися питомий опір (на 10 - 20%). У місці контакту металів з органічними матеріалами може утворитися металоорганічні з'єднання.
Органічні речовини вельми чутливі до радіації. Вплив призводить до перетворення молекул, що супроводжується хімічними реакціями, викликають незворотні зміни природи речовини і його механічних властивостей. Перетворення супроводжується виділенням газів, які в з'єднанні з вологою утворюють кислоти, що роблять шкідливий вплив на ізоляційні матеріали. Більшість пластмас отримує механічне пошкодження при дозах 10 7 - 10 8 радий. Фенолформальдегід і метілметакрілат стають крихкими і деформуються. Поліетилен і полістирол - спочатку збільшується опір розриву і твердість, а потім вони стають крихкими. Більшість пластмас темніє і знебарвлюється. Просочення і ізоляційні масла псуються, як і оргматеріали. Синтетичний каучук і кремнийорганическая гума твердіють при 10 8 радий, а...
