欧空局单粒子监督器在北京HI-13串列加速器上的单粒子效应校核实验

为检验北京HI-13串列加速器单粒子效应(SEE)实验能力与数据测量的可靠性,利用束流参数校核系统——欧空局单粒子监督器进行了单粒子效应校核实验。实验使用C、F、Cl、Cu 4种离子辐照单粒子监督器,通过改变入射角度获得了有效LET值在1.8~67.4 MeV·cm~2·mg~(-1)之间的单粒子翻转(SEU)截面数据。实验结果与比利时HIF、芬兰RADEF装置上测得的截面数据一致性较好,证实了北京HI-13串列加速器单粒子效应实验束流参数测量的准确性及截面数据测试的可靠性。     

MLFC在质子单粒子效应实验束流诊断中的应用

对宇航微电子器件进行抗质子辐射性能评估时,常利用加速器产生的质子束流来测量其质子单粒子效应截面曲线（σ-E曲线）。基于北京HI-13串列加速器重离子辐照装置,研制了适用于质子能量测量的多叶法拉第筒（MLFC）,为今后开展质子单粒子效应辐照实验奠定基础。测试结果表明,研制的MLFC既可测量质子能量和束流强度,也能测量质子束流的能量纯度,这对判定束流是否符合实验要求及调束非常实用。     

65 nm工艺SRAM低能质子单粒子翻转实验研究

基于北京HI-13串列加速器质子源及技术改进工作,获得2～15 MeV低能质子束流。针对商业级65 nm工艺4M×18 bit大容量随机静态存储器（SRAM）,开展了质子单粒子翻转实验研究。实验结果表明,低能质子通过直接电离机制可在存储器中引起显著的单粒子翻转,其翻转截面较核反应机制引起的翻转截面大2～3个数量级。结合实验数据分析了质子翻转机制、LET值及射程、临界电荷及空间软错误率等,分析结果表明,实验器件翻转临界电荷约为0.97 fC,而低能质子超过高能质子成为质子软错误率的主要贡献因素。     

基于虚拟仪器技术的SRAM单粒子效应测试技术新进展

随着我国航天事业的迅猛发展，对加速器束流的需求将会急剧增加，但受HI-13串列加速器可提供束流时间的限制，束流供求矛盾将会愈来愈突出。为了满足国防抗辐射加固研究单位的迫切需要，为我国星用大规模、超大规模集成电路抗辐射加固机理研究、性能评估考核以及加固技术的验证等地面模拟试验提供方便、快捷、高品质的试验平台和必要的技术支撑，需要加强HI-13串列加速器上单粒子效应地面模拟实验技术研究，提高加速器束流使用效率。     

重离子微束辐照装置

采用针孔准直技术,在HI-13串列加速器上建立了微电子器件单粒子效应重离子微束辐照装置。该装置主要由5个主要部分组成:产生微束装置、定位装置、样品运动控制装置、束流注量检测装置和单粒子效应测量装置组成。图1为装置的平面布局图。装置建立后,使用能量为48MeV的32S束流,经     

离子径迹结构对SRAM单粒子翻转截面的影响

本文基于北京HI-13串列加速器的单粒子效应测试终端对0.15 μm工艺的SRAM进行了单粒子效应测试,再次验证了在截面曲线接近饱和区部分,高能离子翻转截面低于低能离子翻转截面的现象。采用Geant4对其进行模拟研究,结果表明,相同LET条件下高能离子可在较远处沉积能量,更易使同一存储单元内相邻的节点共享电荷发生单粒子翻转恢复而减小其单粒子翻转截面,而低能离子进行单粒子效应测试的结果相对保守。     

33 重离子微束辐照装置

采用针孔准直技术，在HI-13串列加速器上建立了微电子器件单粒子效应重离子微束辐照装置。该装置主要由5个主要部分组成：产生微束装置、定位装置、样品运动控制装置、束流注量检测装置和单粒子效应测量装置组成。图1为装置的平面布局图。     

10C次级束的产生

在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器次级束流线上通过¹H(¹⁰B，¹⁰C)n反应产生了能量为(55.9±0.9)MeV的¹⁰C放射性次级束。经过磁刚度和速度选择，准直后的¹⁰C束流纯度达到90%以上，强度约为6s^-1•pnA^-1。     

串列加速器束流的纵向输运特性分析

本文论述了串列加速器纵向束流光学的分析方法,利用极值方法解决了束团纵向传输中的聚束器的非线性效应,利用此方法可获得束流纵向特性的各有关参数。并对HI-13串列加速器的重粒子脉冲性质进行了分析。     

脉宽调制器单粒子效应测试系统研制

本文在分析脉宽调制器(PWM)单粒子效应主要失效模式的基础上,研制了具备频率异常测试、占空比异常测试和参考电压测试功能的PWM单粒子效应测试系统,并在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上开展了单粒子效应试验。试验结果表明:单粒子效应会导致PWM输出信号的脉冲丢失和占空比改变,脉冲丢失时间和占空比改变的持续时间有时可达数ms;UC1825AJ型PWM的单粒子效应LET阈值约为4.4MeV·cm2·mg-1,UC1845AJ型PWM的抗单粒子性能受工艺批次的影响较大。     

中子俘获反应截面在线测量技术研究

利用γ全吸收型4π BaF₂探测装置，对中子俘获反应截面进行了在线测量。基于HI-13串列加速器提供的脉冲化质子束，通过⁷Li(p，n) ⁷Be反应产生中子，构建了keV能区中子源实验条件，经屏蔽准直后的中子轰击样品，应用4π BaF₂装置在线测量(n，γ)反应复合核退激时释放的瞬发γ射线级联，测量了Au、C、Nb、空白等样品。通过计算⁹³Nb(n，γ)⁹⁴Nb和¹⁹⁷Au(n，γ)¹⁹⁸Au两个反应的截面数据比值并与文献数据比对，检验了4π BaF₂探测装置和(n，γ)反应截面在线测量技术，为在中国散裂中子源（CSNS）上顺利开展(n，γ)反应截面数据测量工作提供了技术支持。     

13N次级束的产生

在北京串列加速器次级束流线上通过²H(¹²C,¹³N)n反应产生了可用于核天体物理研究的¹³N次级束。经磁刚度选择以及速度选择，准直后的次级束纯度达91%，能量为(70.2±0.7)MeV，强度约为10s^-1•pnA^－1，可用来进行逆几何转移反应的实验测量。     

~2H(~6He,~7Li)n反应角分布和~7Li的质子谱因子

在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器次级束流线上,使用6He次级束首次测量了质心系能量为9.1 MeV的2H(6He,7Li)n反应角分布,并用扭曲波波恩近似(DWBA)进行理论分析,导出了7Li的质子谱因子为0.40±0.02。     

HI-13串列加速器头部电压建模研究与硬件仿真平台设计

为方便对HI-13串列加速器的头部电压进行研究,提出了一针对HI-13串列加速器的头部电压模型,并验证了模型的有效性。建立了一基于嵌入式系统的头部电压硬件仿真平台,该仿真平台能接受与加速器工作时相同的控制输入量,通过内置在系统中的头部电压模型计算了头部电压的实际工作状态,并产生了与实际设备相同的输出量。通过建立头部电压硬件仿真平台,为控制系统的开发提供了研究对象,提高了控制系统开发的效率,为HI-13串列加速器后续的研究提供了基础。     

Heavy ion linear energy transfer measurements during single eventupset testing of electronic devices

A heavy ion beam diagnostic system installed at the Brookhaven Single Event Upset Test Facility is described. Calibration of the system with the help of a-particles, essential for linear energy transfer (LET) measurements, is discussed. Measured LET values for 20 different ions, including ⁷Li, ⁹B, ¹²C, ¹⁶O, ¹⁹F, ²⁸Si, ³²S, ³⁵Cl, ⁴⁰Ca, ⁴⁵Sc, ⁴⁸Ti, ⁵⁶Fe, ⁵⁸Ni, ⁶³Cu, ⁷⁴Ge, ⁷⁹Br, ¹⁰⁷Ag, ¹²⁷I, ¹⁹⁷Au, and ²³⁵U, with energies between 0.5 and 8.5 MeV/AMU but not exceeding 400 MeV for the heaviest ions, are presented in both graphical and numerical forms. Results are compared to predictions of the TRIM-90 simulation program, with an average difference between the measured and calculated values of 2±6%     

HI-13 Tandem Accelerator in 2005

直线加速器网络监控系统旨在通过网络远程监视、控制电子直线加速器，从而使管理人员能在不同的地点通过网络监控加速器，及时了解加速器的运行情况并操作加速器。目前已通过开发软件ASR.NET实现了对直线加速器的网络远程监视。     

北京HI-13串列加速器20年

文章概要介绍北京HI-13串列加速器投入运行以来的运行以及设备国产化和设备改造情况，内容包括输电梯、电阻分压系统的国产化，加速管、注入器、剂量联锁系统升级改造以及束流管道建设等方面。20多年来，HI-13累计开机8万多小时，供束7万多小时，为300多个研究课题提供了30多种粒子。通过对加速器的技术改造，使加速器保持着稳定良好的运行状态。