Схема ядерной реакции при воздействии космического излучения на элемент микросхемы, содержащего вольфрам. Изображение: Владимир Чуманов
Разрабатывается программа моделирования для оценки устойчивости микроэлектроники на борту космического аппарата к радиационным воздействиям космического излучения. С докладом об этом выступит на 40-й Научной ассамблее Международного комитета по исследованию космического пространства (КОСПАР) Николай Чеченин, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом физики атомного ядра Научно-исследовательского института ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (НИИЯФ МГУ).
В настоящее время радиационные испытания проводятся в земных условиях путём облучения пучками ионов, электронов на ускорителях, нейтронами на реакторах, гамма-квантами от мощных радиоактивных источников, а также импульсами лазерного излучения. Однако экспериментально воспроизвести на Земле радиационные условия космоса - пока задача непосильная. В космосе массовый спектр излучений варьируется от электромагнитного диапазона (оптического, рентгеновского и жёстких гамма-квантов) до протонов и ионов практически всей таблицы Менделеева с недостижимыми на Земле энергиями частиц. Реальные космические условия могут быть имитированы с помощью разрабатываемой программы моделирования.
Работа над программой моделирования ведётся группой сотрудников отдела физики атомного ядра НИИЯФ МГУ и Центрального научно-исследовательского института машиностроения (ЦНИИмаш).
Чтобы проверить микроэлектронику на устойчивость к радиационным воздействиям космического излучения, программа моделирования будет учитывать конкретную топологию и состав микросхем, спектр излучений на траектории космического аппарата, прогноз космической погоды и возможные варианты протекания ядерных реакций при взаимодействии излучения с элементами микросхем.
Программа моделирования рассчитана на оценку радиационной устойчивости также трёхмерных (3Д) интегральных микросхем, которые в скором будущем потеснят используемые в наши дни двумерные (2Д) микросхемы на борту космических аппаратов, так как при тех же размерах элементов микросхем информационная ёмкость, быстрота, потребляемая энергия и прочее в 3Д технологии будут иметь качественно более высокие характеристики.
Программа моделирования для оценки устойчивости микроэлектроники на борту космического аппарата к радиационным воздействиям космического излучения будет интересна, в первую очередь, производителю при разработке новых радиационно стойких микросхем и разработчикам новой космической аппаратуры, использующих имеющуюся и перспективную элементную базу.