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當存儲信息出現錯亂，

當衛星姿態突然失控，

當氣象衛星錯誤預報了天氣，

當導航系統信號播發異常，

這些問題可能都歸咎于一個物理現象

——空間輻射效應。

質子作為空間輻射環境的主要成分，

會引發電子器件產生單粒子效應，

這是造成航天器在軌故障

乃至災難性后果的主要因素之一。

（圖源網絡）

近日，原子能院抗輻照應用技術創新中心對經典的電子器件質子單粒子效應（SEE）截面預測模型——突發產生率（BGR）模型進行了證明與修正，修正后的模型有助于深入開展質子單粒子效應機制研究，并為建立更為可靠的器件空間抗輻射性能評估方法提供助力；同時，經修正的模型也適用于中子單粒子效應，為開展日益受到關注的大氣中子單粒子效應研究提供了重要工具。該研究成果發表于電子器件領域國際頂級期刊《IEEE Electron Device Letters》（《電氣與電子工程師協會電子器件快報》），其影響因子為4.9。論文第一作者和通訊作者為原子能院核物理研究所副研究員韓金華。

質子SEE截面預測模型是單粒子效應研究的重要方向，對于評估器件在空間中的抗輻射性能、保障航天器的安全可靠運行具有重要應用價值。作為一種已得到廣泛應用的經典模型，BGR模型能夠基于重離子SEE截面預測質子SEE截面。然而已有文獻中缺乏具體證明過程，領域內研究者對其中的參數敏感體積的電荷收集效率C存在疑惑，且模型預測結果不理想，特別是在高能處的變化趨勢與實驗結果不相符。基于這些問題，研究團隊開展了本次研究。

此次研究對BGR模型進行了詳細證明和修正，指出參數C不應出現在模型中，引入了核反應體積的概念，使預測結果的調整范圍更大。研究還對模型中關鍵的BGR函數的計算施加了約束條件，解決了高能質子核反應會在敏感體積內引發不合理的過大能量沉積問題，從而在高能處給出正確的質子SEE截面的變化趨勢。研究團隊針對4款不同特征尺寸的靜態隨機存取存儲器（SRAM）開展了單粒子效應實驗，證實修正后的BGR模型預測的質子SEE截面與原始模型相比有了顯著改善。

修正前后BGR模型對4款不同特征尺寸SRAM器件的預測結果

該研究工作得到了國家自然科學基金青年基金和聯合基金、財政部穩定支持等項目的資助。