空间带电粒子能谱和通量分布探测的研究

第!!卷第"期核科学与工程#$%&!!’$&"

!((!年%!月)*+,-.-/$01,23$4’053-2165+-,5-2,78,9+,--1+,9:25&!((!作者简介：沙建军，男，!(((年在中国原子能科学研究院获硕士学位，

现在该院攻读博士学位；郁金南，男，%;<=!

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!年毕于复旦大学固体物理专业，

博士生导师，研究员。空间带电粒子能谱和通量分布探测的研究

沙建军%，郁刚%，郁金南%，张伟国%，向宏文!，吴中祥!，蔡震波!，朱文明!

（%中国原子能科学研究院；!航天科技集团<(%部）

摘要：采用金硅面垒探测器、).>闪烁体和改进的快响应电子学系统，

设计了一套空间带电粒子谱探测系统，包括!!"!望远镜系统和数据的获取及处理系统。根据该空间粒子探测谱仪系统，提出了可同时或分别探测空间带电粒子能谱和通量的方法。可探测粒子的种类和能量分别如下：质子，能量范围为%?!((@-#；"粒子，

能量范围为%?!((@-#A 0；氧离子，能量范围为%B C ?";=@-#A 0；铁离子，能量范围为!B <@-#?%B (D-#A 0。

关键词：全频道谱仪；望远镜系统；数据获取和处理系统；带电粒子通量和能谱

%引言

人类向空间发展是现代科学技术的重要领域之一。但空间存在辐射环境—主要包括电磁辐射和粒子辐射。粒子辐射主要包括电子（!-E <@-#）

、质子（!F E <((@-#）和重带电粒子（通常指<=G-以下的重离子）。这些粒子对飞行器的材料、电子器件、设备以及飞行人员安全等方面产生影响。如飞行器在空间辐射环境下发生故障的H;I 是由电子系统的辐照效应引起

的，尤其是使)@J6器件辐照性能下降［%?H ］

，它包括高能质子和重离子引起的单粒子效应，高能带电粒子引起的积累剂量效应和系统的充放电效应。国内外对空间辐射环境的探测已进行了约H(年。国外综合了!K 颗卫星的探测结果，将辐射模型由最初的LM%、L8%发展到目前的LMK 、L8K 。但要为人类航天事业服务，它们本身并不完善。第一，因为这些卫星的轨道并没有覆盖整个近地空间，探测区域上还有许多空白。第二，它们是平均的、静态的模型，不可能反映真实辐射带的复杂结构细节，以及涨落较大的动态变化。

到目前为止，我国对内外辐射带探测现状为：

电子：(B

质子："?H((@-#

"粒子："?!<@-#A 0重离子："?!<@-#A 0（核电荷数大于等于H ）

这些测量都是对单种粒子进行的。现在需要有一个谱仪同时测量质子，"粒子和重离子的能谱及其通量分布；拓宽其测量范围，以完善我国对近地空间内外辐射环境的探测资料；分析和预测可能发生的事件。

!鉴别原理模型

当带电粒子进入探测器，其单位路程能量

损失为：

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