第1章 绪论 1

第2章 空间辐射环境 4

2.1 概述 4

2.2 带电粒子辐射 4

2.2.1带电粒子辐射环境 4

2.2.2带电粒子辐射模型 13

2.3 太阳电磁辐射 73

2.3.1太阳电磁辐射环境 73

2.3.2太阳电磁辐射模型 74

2.4 深空辐射环境 77

2.4.1自由空间辐射环境 77

2.4.2月球辐射环境 78

2.4.3火星辐射环境 79

2.4.4木星辐射环境及模型 82

2.4.5土星辐射环境及模型 97

2.4.6不同行星体深空辐射环境比较 112

2.5 展望 113

参考文献 115

第3章 空间辐射环境效应 120

3.1概述 120

3.2空间辐射机理 121

3.2.1辐射源类型 122

3.2.2辐射与材料相互作用的物理过程与机理 122

3.2.3重带电粒子、电子、γ射线和中子与物质相互作用的比较 135

3.3空间辐射效应 135

3.3.1单粒子效应 136

3.3.2总剂量效应 139

3.3.3表面充放电效应 140

3.3.4内带电效应 143

3.3.5位移损伤效应 146

3.3.6太阳电磁辐射效应 147

3.3.7辐射生物学效应 150

3.3.8空间多因素环境协同效应 152

3.4展望 159

参考文献 160

第4章 空间辐射环境及效应标准 162

4.1概述 162

4.2国外空间辐射环境及效应标准 162

4.2.1国外空间辐射环境标准 162

4.2.2国外空间辐射效应标准 167

4.3国内空间辐射环境及效应标准 178

4.3.1国内空间辐射环境标准 178

4.3.2国内空间辐射效应标准 179

4.4展望 180

参考文献 182

第5章 空间辐射环境及效应地面模拟试验方法 185

5.1概述 185

5.2加速试验方法 185

5.2.1加速因子 186

5.2.2模拟等效区间 186

5.3航天器材料地面模拟试验方法 188

5.3.1剂量深度分布法 188

5.3.2等效通量法 190

5.3.3金属薄膜散射法 193

5.3.4紫外辐射加速试验方法 193

5.4单粒子效应试验方法 194

5.4.1质子单粒子效应试验方法 195

5.4.2锎源单粒子效应试验方法 196

5.4.3重离子单粒子效应试验方法 197

5.4.4脉冲激光单粒子效应试验方法 201

5.5总剂量效应试验方法 204

5.5.1高能带电粒子总剂量效应试验方法 204

5.5.2钴源总剂量效应试验方法 205

5.6表面充放电效应试验方法 209

5.6.1太阳电池阵表面充放电试验方法 209

5.6.2太阳电池阵等离子体功率泄露试验方法 213

5.7内带电效应试验方法 214

5.7.1电子束内带电效应试验方法 214

5.7.2介电强度测试试验方法 215

5.7.3辐射诱导电导率测量试验方法 215

5.8位移损伤效应试验方法 216

5.8.1等效注量法 217

5.8.2位移损伤剂量法 218

5.8.3劳申巴赫方法 219

5.9展望 220

参考文献 221

第6章 空间辐射环境及效应地面模拟试验设备 223

6.1概述 223

6.2国外空间辐射环境效应地面模拟试验设备 223

6.2.1单粒子效应地面模拟试验设备 223

6.2.2总剂量效应地面模拟试验设备 238

6.2.3表面充放电效应地面模拟试验设备 243

6.2.4内带电效应地面模拟试验设备 249

6.2.5空间紫外辐射地面模拟试验设备 251

6.3国内空间辐射环境效应地面模拟试验设备 256

6.3.1单粒子效应地面模拟试验设备 257

6.3.2总剂量效应地面模拟试验设备 264

6.3.3表面充放电效应地面模拟试验设备 269

6.3.4内带电效应地面模拟试验设备 271

6.3.5空间紫外辐射地面模拟试验设备 272

6.4空间环境效应地面模拟试验设备现状及发展趋势 275

6.4.1空间环境效应地面模拟试验设备的现状 275

6.4.2空间环境效应地面模拟试验设备的发展趋势 277

6.5展望 282

参考文献 284

第7章 空间辐射环境及效应数值模拟 288

7.1概述 288

7.2数值模拟方法 288

7.2.1蒙特卡罗方法 288

7.2.2确定性方法 289

7.2.3粒子输运蒙特卡罗程序 291

7.3国外空间辐射环境及效应数值模拟软件 299

7.3.1空间辐射环境及效应数值模拟软件 299

7.3.2表面充放电效应数值模拟软件 315

7.3.3内带电效应数值模拟软件 325

7.3.4太阳电池位移损伤效应数值模拟软件 327

7.4我国空间辐射环境及效应数值模拟软件 332

7.5展望 333

参考文献 334

第8章 飞行试验 340

8.1概述 340

8.2国外飞行试验 340

8.2.1国外单粒子效应飞行试验 341

8.2.2国外总剂量效应飞行试验 346

8.2.3国外表面充放电效应飞行试验 368

8.2.4国外内带电效应飞行试验研究 370

8.2.5国外太阳电池飞行试验研究 373

8.2.6国外飞行试验发展趋势 378

8.3国内飞行试验 380

8.3.1实践系列卫星 381

8.3.2风云系列卫星 389

8.3.3资源系列卫星 395

8.3.4神舟系列飞船 399

8.3.5嫦娥系列卫星 402

8.3.6国内其他飞行试验卫星 403

8.4展望 404

参考文献 405

第9章 航天器抗辐射加固 411

9.1概述 411

9.2航天器抗辐射加固的工作思路 412

9.3航天器抗辐射加固的通用措施 412

9.3.1电子元器件抗辐射加固 413

9.3.2电子线路抗辐射加固设计 414

9.3.3单机抗辐射加固设计 416

9.3.4星载计算机的抗辐射加固设计 417

9.4航天器抗辐射加固设计 419

9.4.1单粒子效应抗辐射加固设计 419

9.4.2总剂量效应抗辐射加固设计 420

9.4.3表面充放电效应抗辐射加固设计 421

9.4.4内带电效应抗辐射加固设计 422

9.4.5位移损伤效应抗辐射加固设计 423

9.4.6抗太阳电磁辐射效应加固设计 424

9.4.7航天器材料抗辐射加固设计 424

9.5典型器件的抗辐射加固措施 424

9.5.1 双极型器件的抗辐射加固措施 425

9.5.2 MOS器件的抗辐射加固措施 425

9.5.3 CCD传感器抗辐射加固措施 426

9.5.4 FPGA抗辐射加固措施 427

9.6辐射可靠性 428

9.6.1抗辐射加固总体优化设计 428

9.6.2单粒子效应可靠性评估和指标优化 429

9.6.3总剂量效应可靠性评估和指标优化 430

9.7展望 431

参考文献 432

第10章 空间辐射生物工程 433

10.1概述 433

10.2空间辐射诱变效应的机制 436

10.2.1电离辐射生物学效应的机制 436

10.2.2非电离辐射生物学效应的机制 438

10.3空间辐射生物学效应特征 438

10.3.1不同传能线密度辐射效应的差异性 439

10.3.2辐射效应敏感性不同 439

10.3.3辐射效应的随机性 439

10.3.4低剂量与低剂量率效应 440

10.3.5不同辐射源的协同效应 440

10.3.6微重力与辐射的协同效应 441

10.4空间辐射植物工程 441

10.4.1空间辐射植物诱变的机理 441

10.4.2空间辐射诱变育种的特点 442

10.4.3空间辐射对植物的诱变效应 442

10.4.4空间辐射植物诱变效应研究的问题 444

10.5空间辐射动物工程 444

10.5.1空间辐射动物诱变损伤的机理 444

10.5.2空间辐射诱变损伤的特点 444

10.5.3空间辐射对动物的损伤效应 446

10.5.4航天员空间辐射剂量限值 447

10.5.5生物叠技术 450

10.6非电离辐射生物学效应 451

10.6.1紫外辐射生物学效应 451

10.6.2微波与短波辐射生物学效应 452

10.7空间辐射生物学防护 453

10.7.1电离辐射生物学效应防护 453

10.7.2非电离辐射生物学效应防护 455

10.8展望 455

参考文献 457

附录A部分常用辐射单位名称、单位符号及换算关系 462

附录B全书常用缩略语和专有名词对照表 463