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地面上模拟太空辐射环境?在这里成真

发布时间: 2023-05-26 发布来源:科创中国

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       记者从中国科学院国家空间科学中心获悉,2023年5月25日,位于北京怀柔科学城的用于空间辐射测试的怀柔50MeV(兆电子伏特)质子回旋加速器设备完成试运行正式交付使用,将为空间辐射环境效应测试与分析、空间抗辐射防护设计与应用研究提供重要的测试条件,为辐射环境探测及空间辐射环境应用提供支撑。

       作为北京怀柔科学城第一批交叉研究平台之一的 “空间科学卫星系列及有效载荷研制测试保障平台”中的重要组成部分,怀柔50MeV质子回旋加速器设施主要由主磁铁、主线圈、高频系统、真空系统、离子源与注入线、束流管线、控制系统和剂量监测与安全联锁系统等部分组成,加速器结构紧凑、体积小、效率高、调节方便,关键技术指标达到国际先进水平,可提供能量范围在10~50MeV,束流强度1×104~1×1010P/cm2s(1万~100亿个质子每平方厘米每秒),辐照面积20cm×20cm的质子辐照条件,填补了国内30-50MeV能量段质子辐照试验条件的空白。

       怀柔50MeV质子回旋加速器于2017年获得立项批复启动建设;2020年5月加速器主体——主磁铁完成加工并运抵实验室现场,进入集成安装与测试阶段;2022年7月加速器首次成功出束,进入束流精细调节和试运行阶段。2023年4月完成技术验收测试。加速器在试运行阶段先后为航天科技集团五院、中国航天员训练中心、中国科学技术大学、中国科学院微电子研究所等国内30余家单位开展了单机、电路板级、器件、材料等系列样品的质子辐照实验测试。

       在复杂的太空环境中,高能质子是空间辐射的重要来源,且能穿透航天器外壳进入航天器内部,对航天器的芯片和材料造成辐射损伤,对航天员的健康和航天设备的正常工作构成严重威胁。若能在地面通过相关装置模拟出太空的辐射环境,开展相关研究,就能更方便地对辐射环境进行控制,对辐射过程相关参数进行监测,进而更加深入地了解空间辐射环境效应的规律特征。在此基础上,通过对航天器相关器件和航天服进行抗核加固,能够助力其抵抗恶劣的空间环境。但是,目前国内空间辐射效应测试条件较欧美等航天强国还存在差距。2017年开始,中国科学院国家空间科学中心针对上述问题,以空间科学系列卫星的抗辐射分析测试为牵引,提出设计要求,由中国原子能科学研究院研制了这套50MeV质子回旋加速器。

       未来,怀柔50MeV质子回旋加速器将继续发挥北京怀柔科学城核心区的区位和大科学装置集群测试优势,在光电及线性器件位移损伤效应、低轨道航天器单粒子效应、太阳电池辐射损伤效应、航天员空间环境安全保障等领域中发挥重要作用。

       (来源: 央视新闻客户端 作者: 褚尔嘉

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