Способ ускоренных испытаний электрорадиоизделий на стойкость к воздействию ионизирующих излучений

 

Использование: изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при проведении испытаний электрорадиоизделий (ЭРИ) на стойкость к воздействию ионизирующих излучений. Сущность изобретения: облучают ЭРИ статическим гамма-излучением в диапазоне мощностей доз, не приводящих к потере работоспособности ЭРИ, определяют коэффициент K радиационной чувствительности из соотношения K=q/P , где q - изменение критериального параметра при изменении мощности дозы гамма-излучения на величину P , затем облучают ЭРИ статическим гамма-нейтронным излучением с плотностью потока нейтронов и сопутствующей ему мощностью дозы гамма-излучения P_c , определяют значение критериального параметра q(), P_тр при заданной плотности потока нейтронов и мощности дозы гамма-излучения P_тр из соотношения q(, P_тр)=q(, P_c)+K(P_тр-P_c) , где q(, P_c) - значение критериального параметра при плотности потока нейтронов и мощности дозы гамма-излучения P_c , затем облучают ЭРИ статическим гамма-нейтронным излучением с плотностью потока нейтронов, обеспечивающий набор требуемого интегрального потока нейтронов за время облучения t_o , удаляют ЭРИ из зоны облучения, измеряют изменения критериального параметра q_a(Kt_o) в моменты времени t=Kt_o, где K = 1,2, . . . n, n - общее число измерений, после каждого измерения определяют значения коэффициентов a(n), b(n) из соотношений где T - длительность облучения ЭРИ в реальных условиях, а стойкими считают ЭРИ, для которых выполняется соотношение q(, P_тр)+A(n)+B(n)<q, где q_доп - допустимое изменение критериального параметра. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к радиационной испытательной технике и может быть использовано при проведении испытаний электрорадиоизделий (ЭРИ) на стойкость к воздействию ионизирующих излучений (ИИ), например излучений ядерных установок и космического пространства. Под стойкостью понимается способность ЭРИ сохранять в заданных пределах значения параметров в процессе и после воздействия ИИ.

Наиболее близким к изобретению является способ испытаний ЭРИ при воздействии гамма-нейтронного облучения, который основан на импульсном гамма-нейтронном облучении ЭРИ и измерении параметров после удаления их из зоны облучения [1] По изменению параметров судят о стойкости ЭРИ к импульсному облучению. Этот способ неприменим для проведения ускоренных испытаний ЭРИ на стойкость к воздействию длительного статического облучения.

Цель изобретения сокращение времени проведения испытаний.

Для этого облучают ЭРИ на статической гамме-установке в диапазоне мощностей доз гамма-излучения Р Р₁-Р₂, не приводящих к потере работоспособности изделия. Измеряют обратимые изменения критериального параметра Q при соответствующих мощностях дозы Q Q₁-Q₂, определяют коэффициент радиационной чувствительности по критериальному параметру из соотношения K= Q/ P (1) Затем изделие облучают на статической гамма-нейтронной установке заданной плотностью потока нейтронов и сопутствующей ему мощностью дозы гамма излучения Р_с и измеряют значение критериального параметра Q Q( , Р_с). Определяют значение критериального параметра при заданной плотности потока нейтронов и требуемой мощности Р_трдозы гамма-излучения по формуле Q(, Р_тр) Q( Р_с) + K (Р_тр-Р_с). (2) Затем изделие облучают на статической гамма-нейтронной установке при плотности потока нейтронов , обеспечивающей набор требуемого интегрального потока нейтронов за время t_о, равное нескольким часам.

Испытания на стойкость к воздействию ИИ при плотности потока нейтронов, соответствующей требованиям, практически не реализуемы в связи с их недопустимо большой длительностью 28000 ч.

При проведении испытаний с плотностью потока нейтронов, на несколько порядков превышающей , с целью сокращения времени облучения t_o до нескольких часов параметры ЭРИ, чувствительные к наведенной радиоактивности, могут выйти за пределы допустимых значений. Возникает задача оценки значений этих параметров испытываемых изделий в реальных условиях. Сложный изотопный состав изделий и сложный характер связи их выходных параметров с наведенной радиоактивностью с учетом реальной геометрии изделий, а также отсутствие достаточной информации о спектрах нейтронного излучения в тепловой и резонансной областях энергии практически исключает возможность решения этой задачи расчетным путем.

Изделие удаляют из зоны облучения за время, меньшее t_о, и измеряют изменение значения критериального параметра Q_а по отношению к начальному его значению в моменты времени t К t_o, где к 1,2,3.n, n общее количество измерений.

После каждого измерения вычисляют значения коэффициентов A(n) Q_a(kt_o) (3) B(n) 1 Q_a(nt_o) (4) где Т длительность облучения в реальных условиях.

Изделие соответствует заданным требованиям при Q (, Р_тр) + А(n) + В(n) Q_доп (5) и не соответствует требованиям, если Q (, Р_тр) + А(n) > Q_доп, (6) где Q_доп допустимое изменение параметра, определяемое техническими требованиями на изделие.

На фиг. 1 а и б представлены зависимости анодного тока фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) во времени после облучения в двойной логарифмическом (а) и полулогарифмическом (б) масштабе; на фиг. 2 таблица экспериментальных и расчетных значений параметров, определяющих стойкость ФЭУ к воздействию ИИ.

П р и м е р. (использование способа для оценки стойкости к воздействию ИИ ФЭУ). За контролируемый параметр принят анодный ток I_a, предельно допустимое значение которого равно I_ад 10^-7А. Заданные требования по параметрам ИИ: = 10¹² нейтр./см²; 10⁴ нейтр./см² с; Р_тр. 10^-4 Р/c.

Длительность облучения в реальных условиях Т /= 10¹² нейтр./см /10⁴ нейтр./см²
с 10⁸ с. Норма испытаний по потоку нейтронов _ни 1,46 _тр= 1,46 10¹²нейтр./см².

Коэффициент радиационной чувствительности K для ФЭУ равен 4,2 10⁵А с/Р. При облучении на статическом реакторе с = 10⁴ нейтр./см²c и сопутствующей ему Р_с 10^-5 Р/c величина критериального параметра I_a( , Р_с) 4,2 10^-10 А. Тогда I_а ( , Р_тр) I_а( , Р_с) + K (Р_тр-Р_с) 4,2 10^-10 + 4,2 10^-5 (10^-4-10^-5) 4,2 10^-9 А.

Приборы облучались на статическом реакторе в течение времени t_о 10 мин потоком нейтронов 2,1010¹² нейтр./cм² и уделялись из зоны облучения в помещение с низким уровнем фона за время, равное 6 мин. В моменты времени n t_о (n 2,3,) проводились измерения анодного тока ФЭУ, результаты которых представлены в таблице и на чертеже. Значение I_а(t_o) получено экстраполяцией результатов измерений к моменту прекращения облучения (фиг. 1). В таблице представлены результаты расчетов величин А(n) и В(n). Величины 1-nt_о/Т и t_o/Т для всех значений n равны 1 и 6 10^-6 соответственно. При n > 10 значения А(n) вычислялись по верхним оценкам интегралов от зависимости I_a(t), построенной по результатам измерений. Использование верхних оценок интегралов лишь повышает достоверность заключения о соответствии заданным требованиям, сделанного по достаточным критериям способа. По данным таблицы при n 100
I_a(, Р_тр) + А(n) + В(n) 4,2 10^-9А +
+ 3 10^-11А + 2 10^-8А < 10^-7А.

Полученное неравенство при условии соответствия всех параметров ФЭУ, измеренных после облучения, нормам на них позволяет сделать заключение о соответствии ФЭУ заданным требованиям по стойкости к ИИ при уровне облучения _тр= 10¹² нейтр./см²; = 10⁴ нейтр./см² и Р_тр. 10^-4 Р/с.

Формула изобретения

СПОСОБ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОРАДИОИЗДЕЛИЙ НА СТОЙКОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ, включающий гамма-нейтронное облучение электрорадиоизделий и измерение критериальных параметров электрорадиоизделий после облучения, отличающийся тем, что облучают электрорадиоизделия статическим гамма-излучением в диапазоне мощностей доз гамма-излучения, не приводящих к потере работоспособности электрорадиоизделий, определяют коэффициент K радиационной чувствительности из соотношения

где q изменение критериального параметра при изменении мощности дозы гамма-излучения на величину P ;
облучают электрорадиоизделия статическим гамма-нейтронным излучением с заданной плотностью потока нейтронов и сопутствующей ему мощностью дозы гамма-излучения P_c, определяют значение критериального параметра q(, P_тр) при заданной плотности потока нейтронов и заданной мощности дозы гамма-излучения P_тр из соотношения
q(, P_тр) = q (, P_с)+ K(P_тр-P_с),
где q(, P_с) значение критериального параметра при плотности потока нейтронов и мощности дозы гамма-излучения P_c,
затем облучают электрорадиоизделия статическим гамма-нейтронным излучением с плотностью потока нейтронов, обеспечивающей набор требуемого интегрального потока нейтронов за время облучения t₀, удаляют электрорадиоизделия из зоны облучения за время, меньшее t₀, измеряют значения изменений критериального параметра q_а(Kt₀) в моменты времени t=K t₀, (где K=1,2,3,n; n общее число измерений), после каждого измерения определяют значения коэффициентов A(n), B(n) из соотношений


где T длительность облучения электрорадиоизделий в реальных условиях,
причем электрорадиоизделие считают стойким при облучении в течение времени T при выполнении соотношения
q(, P_тр)+A(n)+B(n)<q ,
где q_доп допустимое изменение критериального параметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2