Proton stråling er den største komponenten i den energiske kosmiske stråler som vasker gjennom verdensrommet. Protoner er også en viktig del av Van Allen Belt stråling , som begynner i lav jordbane ( LEO ) høyder , og solenergi partikler discharges.Delicate elektroniske kretser, slik som i datamaskin-prosessorer, minnebrikker og andre halvleder - baserte enheter , kan være svært sårbare for energiske protoner . Av denne grunn er plass -distribuert halvledere trenger å være tilstrekkelig herdet eller skjermet mot stråling proton . Hvor er Proton Stråling funnet?
Ifølge NASA , utgjør proton stråling nesten 90 prosent av de kosmiske strålene som gjennomsyrer verdensrommet. Mens jordens atmosfære , masse og magnetfelt hjelp skjerme planetens overflate fra disse strålene , er disse faktorene redusert eller fraværende i romfart , og fortsette å avta med avstand fra Jorden .
Protoner er også den viktigste komponenten av solenergi flare utbrudd , som stammer i solen og kan sende enorme strømmer av høyenergetiske protoner streaming inn i solsystemet og skade satellitter og noen ganger også Earth - baserte elektronikk.
Stråling Utfordringer i Space
verdensrommet presenterer en barsk og unik stråling miljø i forhold til jorden. Utenfor vern av Earth , kosmiske stråler laget av protoner og andre høy-energi partikler fly gjennom verdensrommet i alle retninger , ofte nærmer seg lysets hastighet .
For partikler med en slik enorm fart, er standard strålevern utilstrekkelig .
Nor er løsningen rett og slett å haug på mer skjerming . Ifølge NASA , som kosmisk stråling skjerming er gjort tykkere , øker stråling faktisk . Dette er fordi den kosmiske stråler begynne å samhandle med skjerming selv, fremstilling av andre former for stråling i tillegg til de opprinnelige høy-energi protoner . Dette sekundær stråling kan også skade halvledere.
Ingeniører er også begrenset i typer skjerming som kan bygges for rombaserte elektronikk . Som størrelsen og massen av skjerming øker, så gjør den energien som trengs for å løfte den i bane. Vekt fordeles til skjerming er vekten som må kuttes fra satellitt eller kjøretøy som går ut i rommet - . Potensielt redusere misjonens spekter av evner
Semiconductor Sikkerhetsproblemer
< p> det er to grunnleggende måter som proton stråling skader halvledere.
gitter forskyvning , høyenergetiske protoner forstyrre posisjoner av atomene i silisium- gitter som er basis av transistorene i kretsen. Disse transistorer muliggjøre beregning ved nøyaktig å aktivere og blokkerer strømmen av elektroner . Ved å banke disse atomene malplassert , energiske protoner begynne å bryte ned den stramme organisasjon som mikroelektronikk trenger for å fungere skikkelig .
Proton stråling også passerer gjennom halvledere og trekker bort elektroner , skaper elektron "hull" som tiltrekker andre atomer og positive ladningene . Over tid , forringer dette ionisering skade elektron -kontrollerende kapasitet av halvledermaterialer , forårsaker lekkasje og undergrave både maskinvare og data pålitelighet.
I tillegg til gradvis effekt , såkalt "single - event uro " oppstår når protoner streik nær viktige knutepunkter i transistorer . Ved oppskakende de elektriske ladninger i krysset , kan en elektrisk pigg forplante gjennom kretsen og korrupte data .
Beskytte Halvledere
Engineers fortsette å utvikle strategier for å beskytte mot proton stråling . En prioritet er å finne lette skjerming materialer som kan stoppe protoner uten å skape skadelig sekundær stråling. Nøye planlegging banene og orientering av romfartøy kan også bidra til å redusere stråling.
Mest involvert og komplekse forsvar mot protoner er stråling herding . I denne prosessen , er halvledere utformet eller redesignet for å motstå stråling skade. Herding metoder omfatter on- chip skjerming , bruker mindre ledende substrat materialer og bruke feilkorrigering minne for å redusere sannsynligheten for datafeil .
