为什么宇宙射线会破坏电子设备？

宇宙射线所携带的高能粒子破坏力超乎大家的想象，地球的磁场保护了我们。

电子设备的抗辐照指标是空间器件非常关键的指标。

单粒子效应SEE是由宇宙射线或强磁层产生的高能带电粒子引起的。高能粒子流可以打穿芯片的封装材料，进入芯片内部对芯片造成破坏。

SEE是由辐射环境中的高能粒子（质子、中子、α粒子和其他重离子）轰击微电子电路的敏感区引发的。在p－n结两端产生电荷的单粒子效应，可引发软误差、电路闭锁或元件烧毁。SEE中的单粒子翻转会导致电路节点的逻辑状态发生翻转。

单粒子效应又分为两类：单粒子翻转效应（SEU：Single Event Upset）和单粒子锁定效应（SEL：Single Event Latchup）。单粒子效应是指单个高能粒子穿过微电子器件的灵敏区时造成器件状态的非正常改变的一种辐射效应，包括单粒子翻转、单粒子锁定、单粒子烧毁、单粒子栅击穿等。

单粒子翻转（SEU）：Single Event Upset

在一些电磁、辐射环境比较恶劣的情况下，大规模集成电路(IC)常常会受到干扰，例如宇宙中单个高能粒子射入半导体器件灵敏区，使器件逻辑状态翻转：原来存储的"0"变为"1"，或者"1"变为"0"，从而导致系统功能紊乱，严重时会发生灾难性事故。

最容易发生SEU的是像RAM这种利用双稳态进行存储的器件，其次是CPU，再其次是其它的接口电路。随着芯片集成度的增加，发生SEU错误的可能性也在增大。在特定的应用中，SEU已经成为一个不能忽视的问题。

单粒子锁定，是单粒子效应的一种，单粒子入射产生的瞬态电流会

单粒子锁定示意图

导致设备功能性损坏。单粒子锁定主要发生于CMOS器件中。

因为本人对电子电路不是很了解，就从核辐射方面来说一下吧。首先核电站很大，并不是所有地方都有辐射（需要防护的），一般会有分区标识，除了核岛等一些地方需要考虑辐射影响其他的可以用普通的。反应堆周围会有屏蔽防护，具体辐射剂量要看这些区域并且是不是和你做的器件使用区域重合。个人理解电阻、电容。电池这类的器件基本不受γ射线影响，危害的话主要是能量的沉积和电离，因此影响的应该是电路的信号传输，可能会发生信号失真。之前有个师兄做的是功率器件的抗辐射加固，主要是用新型的半导体材料和结构设计，当然这个主要用在太空中对宇宙射线的防护，防止功率器件的失效。铝对γ射线的阻挡不好，也就是说γ射线可以较多的穿过铝材，所以损害应该不大（损害可以理解为金属的晶格被破坏了，但γ射线最大危害是对生物体细胞破坏等）。对γ射线屏蔽最好最常见的金属是铅，实验时穿的防辐射服都是铅衣非常重。所以最简单的解决办法就是先了解你的灯工作环境的辐射量，然后计算得到需要多厚的铅板防护，最后把需要保护的电子电路用铅板包起来。

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