(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221075969 9.4 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 李兴冀　应涛　杨剑群　徐晓东　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 万娟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01N 23/00(2006.01) G01R 31/00(2006.01) G01T 1/36(2006.01) (54)发明名称 基于层状结构计算吸收剂量深度分布谱的 方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于层状结构计算吸收 剂量深度分布谱的方法， 属于航天器空间环境分 析技术领域。 方法包括： S1、 测量试件的几何结构 参数， 所述几何结构参数包括总厚度H； S2、 根据 所述总厚度H， 利用插值方法将试件划分为n层， 计算深度分布， 所述n为大于1的整数； S3、 计算步 骤S2中每层吸收剂量； S4、 依据步骤S2中计算得 到的所述深度分布数值和步骤S3中计算得到的 每层所述吸收剂量数值， 构建吸收剂量深度分布 谱。 本发明利用插值方法， 将简化的平板结构细 致分层， 之后计算各层平行平板的吸收剂量， 构 建吸收剂量随深度分布谱， 有利于通过简化结构 提高计算效率， 不仅能够大幅度降低试验成本， 还可以大幅度提高模拟效率。 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 115169101 A 2022.10.11 CN 115169101 A 1.一种基于层状结构计算吸 收剂量深度分布谱的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 测量试件的几何结构参数， 所述几何结构参数包括总厚度H； S2、 根据所述总厚度H， 利用插值方法将试件划分为n层， 计算深度分布， 所述n为大于1 的整数； S3、 计算步骤S2中每层吸 收剂量； S4、 依据步骤S2中计算得到的所述深度分布数值和步骤S3中计算得到的每层所述吸收 剂量数值， 构建吸 收剂量深度分布谱。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S2中， 所述插值方法为线性分布方法 或指数分布方法； 若采用所述线性分布方法将所述试件划分为所述n层， 则第m层深度为 所述m为大 于或等于1且小于或等于n的整数； 若采用所述指数分布方法将所述试件划分为所述n层， 则第m层深度为 所 述m为大于或等于1且小于或等于n的整数。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 步骤S2中， 将所述试件划分为所述n层的操 作方法为： 首先将所述试件简化为多层平板结构， 之后利用插值方法将简化的所述多层平 板结构划分为所述 n层。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤S2中， 将所述试件划分为所述n层的操 作方法为： 首先将所述试件简化为2层平板结构， 之后采用所述线性分布方法将所述试件划 分为40层或采用所述指数分布方法将所述试件划分为20层。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S3中， 所述吸收剂量计算方法为： 基于 蒙特卡罗方法， 通过积分计算每层所述吸 收剂量。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤S1中， 所述总厚度H为20 cm。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S1中， 所述试件为半导体材料试件或 防护材料试件。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S1中， 所述几何结构参数还包括材料 层或球壳的厚度分布以及成分 分布。 9.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S1中， 所述吸收剂量包括电离吸收剂 量和位移吸 收剂量。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115169101 A 2基于层状 结构计算吸收剂量深度分布谱的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 航天器空间环境分析技术领域， 特别涉及一种基于层状结构计算吸收 剂量深度分布谱的方法。 背景技术 [0002]航天器在空间轨道运行期间， 将会受到来自银河宇宙线、 地球辐射带等多种空间 环境因素 的影响。 上述环境因素对航天器的影响， 主要来源于电子、 质子、 重离子及伽马射 线等空间带电粒子的辐 射影响。 随着电子技术的飞速发展， 电子元器件被广泛的应用在宇 宙飞船及航 天飞机等航 天器上， 用以完成多种空间任务。 对于电子元器件， 空间带电粒子的 辐射会导致其产生严重的辐照损伤从而引起功能退化， 最终导致航天器在轨任务失败。 因 此， 研究空间高能带电粒子辐射环境对电子元器件的影响就显得 尤为重要。 [0003]目前， 评估半导体器件等电子元器件辐照损伤的方法有多种， 电离吸收剂量深度 分布谱是其中一种典型 的评价方法， 该方法可以将模拟数据与实验数据进行等效， 从而解 释实验中的一些现象。 对于电子元器件等与电学有关材料 的辐照试验， 电离吸收剂量深度 分布谱更为重要。 但是， 辐 照试验存在较多问题。 首先是时间问题， 对于大剂量的辐照试验， 仅仅辐照过程就需花费两三周甚至更长时间， 极大 的浪费了科研人员的宝贵时间； 其次是 成本问题， 空间辐照实验每进行一次就需耗费巨资， 使得研究者无法负担高昂的费用。 因 此， 模拟计算对于辐照实验显得尤为重要。 相关技术中， 进 行辐射损伤评估的软件都是基于 简单屏蔽模型， 如将电子元器件周围的屏蔽等效为均匀的球壳、 简单平板等， 这样并不能实 际表征电子元器件周围的实际屏蔽， 依据简单屏蔽模型进行计算会产生较大 的误差， 且计 算复杂、 耗时长 。 发明内容 [0004]针对以上现有技术中的问题， 本发明提供了一种基于层状结构计算吸收剂量深度 分布谱的方法。 [0005]为实现上述目的， 本发明具体通过以下技 术实现： [0006]本发明提供了一种基于层状结构计算吸收剂量深度分布谱的方法， 包括以下步 骤： [0007]S1、 测量试件的几何结构参数， 几何结构参数包括总厚度H； [0008]S2、 根据所述总厚度H， 利用插值方法将试件划分为n层， 计算深度分布， 所述n为大 于1的整数； [0009]S3、 计算步骤S2中每层吸 收剂量； [0010]S4、 依据步骤S2中计算得到的所述深度分布数值和步骤S3中计算得到的每层所述 吸收剂量数值， 构建吸 收剂量深度分布谱。 [0011]进一步地， 步骤S2中， 所述插值方法为线性分布方法或指数分布方法； 若采用所述 线性分布方法将所述试件划分为所述n层， 则第m层深度为 所述m为大于或等于1且小说　明　书 1/6 页 3 CN 115169101 A 3