小颗粒会对太空任务中的电子产生重大影响

欧洲航天局和美国宇航局计划的几次太空任务的目标是木星及其卫星。Jovian系统中极其恶劣的辐射环境将对航天器内的电子设备提出一些严格的要求。为了确保航天器的正常功能，重要的是理解和量化导致电子器件中的误差的物理机制，特别是电子的误差。在Jyväskylä大学的论文中，Maris Tali证明单个光粒子，如电子和低能质子，能够在电子学中产生通常不被考虑的效应。

现代太空任务携带大量高度集成的电子设备。其中一项任务是由欧洲航天局(ESA)执行的JUICE任务，其主要任务是研究木星系统和木星的冰冷卫星。这种辐射环境将给任务带来一些独特的挑战。

同样，高能物理实验通常具有极端辐射环境。其中一个大型高能加速器是瑞士日内瓦欧洲核子研究中心的大型强子对撞机。这种加速器需要靠近加速器环本身和附近的屏蔽壁龛的大量电子设备。

“ 在处理辐射对电子产生的有害影响时，空间机构和高能物理实验都面临着类似的问题。近年来，欧洲核子研究中心和欧空局之间的合作协议为解决这些复杂问题铺平了道路， “马里斯塔利说。

对速度的需求使电子产品更加脆弱

技术的发展稳定地增加了密度并减小了元件中晶体管的尺寸。这使得设备更快，但与旧技术相比，同时更容易受到新类型和更低辐射量的影响。

本论文主要研究现代器件中高能电子和低能质子引起的效应。

“人们最近才开始详细研究电子诱导的直接和间接电离效应，以及它们对太空任务和实验的潜在破坏性影响。现在这些影响被认为更为严重，尤其是像ESA的JUICE这样的任务，”Tali说。 。

在设计坚固的电子设备时，甚至需要考虑单个颗粒

在这项工作中，使用CERN和Jyväskylä大学RADEF的辐照设施来实验性地表征这些影响。新的实验数据表明单个光粒子，如电子和低能质子能够诱导通常不被考虑的效应。研究了几代器件和类型，以强调诱导误差的物理机制与较重粒子的物理机制相似。

“为了更有效地确保这些”新型“颗粒的辐射硬度，我们需要量化并理解它们背后的机制，以避免代价高昂的故障，”Tali说。