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rayonnement Proton est la composante la plus importante des rayons cosmiques énergétiques qui se lavent dans l'espace. Les protons sont également une composante majeure de Van Allen ceinture de radiation , en commençant en orbite basse altitude de la Terre ( LEO) , et particules solaires discharges.Delicate circuits électroniques, tels que ceux dans les processeurs d'ordinateur , de puces mémoire et autres dispositifs à semi-conducteurs , peuvent être très vulnérables aux protons énergétiques. Pour cette raison , l'espace déployés par les semi-conducteurs doivent être suffisamment durci ou protégé contre le rayonnement de protons. Où est le rayonnement de Proton trouvé?
Selon la NASA , le rayonnement protons constitue presque 90 pour cent des rayons cosmiques qui imprègnent l'espace. Alors que l'atmosphère de la Terre , de la masse et de l'aide du champ magnétique protègent la surface de la planète de ces rayons , ces facteurs sont diminués ou absents dans les vols spatiaux , et continuent de diminuer avec la distance de la Terre.
Protons sont également la principale composante de l'énergie solaire éruptions de la panne, qui proviennent du soleil et peut envoyer d'énormes flux de protons à haute énergie en continu dans le système solaire , causant des dommages aux satellites et parfois même des appareils électroniques basés sur la Terre .
rayonnement défis dans l'espace
l'espace présente un environnement radiatif sévère et unique par rapport à la Terre. En dehors de la protection offerte par la Terre , les rayons cosmiques en protons et d'autres particules à haute énergie volent à travers l'espace dans toutes les directions , approchant souvent la vitesse de la lumière .
Pour les particules avec un énorme élan , protection contre les rayonnements standard est insuffisante.
n'est pas non plus la solution simplement à poil sur plus de protection. Selon la NASA , le blindage rayons cosmiques est rendue plus épaisse , l'exposition aux radiations augmente réellement . C'est parce que les rayons cosmiques entrent en interaction avec la même protection, la production d'autres formes de rayonnement en plus des protons de haute énergie d'origine. Ce rayonnement secondaire peut également endommager les semi-conducteurs.
Ingénieurs sont également limitées dans les types de blindage qui peut être construit pour l'électronique basés dans l'espace . Comme la taille et la masse des augmentations de blindage, si ne l'énergie nécessaire pour soulever en orbite. Poids réparti à blindage est le poids qui doit être coupé à partir du satellite ou véhicule aller dans l'espace - . Qui pourrait réduire la portée de la mission de capacités
semi-conducteurs vulnérabilités
< p> Il ya deux façons fondamentales protons rayonnement dommages semi-conducteurs .
en déplacement en treillis, protons de haute énergie perturbent les positions des atomes dans le réseau de silicium qui est à la base des transistors dans le circuit . Ces transistors permettent de calcul en activant et bloquant le flux d'électrons avec précision. En frappant ces atomes sur place, protons énergétiques commencer à démanteler l'organisation serré que la microélectronique ont besoin pour fonctionner correctement .
Rayonnement Proton passe également par les semi-conducteurs et éloigne électrons , créant des «trous» qui attirent les électrons d'autres atomes et des charges positives . Au fil du temps , ces dommages d'ionisation dégrade la capacité électronique de contrôle de matériaux semi-conducteurs , provoquant une fuite de courant et de saper la fois le matériel et la fiabilité des données.
En plus des effets graduels , soi-disant « troubles événement unique " se produisent lorsque des protons frappent à proximité des points de jonction importants dans les transistors . En bouleversant les charges électriques au niveau de la jonction , un pic électrique peut se propager à travers le circuit et les données corrompues.
Protection Semi-conducteurs
ingénieurs continuent d'élaborer des stratégies pour protéger contre le rayonnement de protons . L'une des priorités est de trouver des matériaux de blindage léger qui peut arrêter protons sans créer de rayonnement secondaire néfaste. Planifiant soigneusement les orbites et l'orientation des engins spatiaux peuvent aussi aider à réduire l'exposition aux radiations .
La défense la plus impliquée et complexe contre protons est le rayonnement de durcissement. Dans ce processus, les semi-conducteurs sont conçus ou redessinés pour résister aux dommages de rayonnement . Méthodes de durcissement comprennent à la puce de protection, en utilisant des matériaux de substrat moins conducteurs et l'utilisation de correction d'erreurs mémoire afin de réduire la probabilité d'erreurs de données.
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