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抗辐射能力评估是一个涉及到多学科、多领域的复杂问题。本论文建立起了一套器件级的抗辐射性能评估的完整的体系。该体系不仅可以对器件的抗辐射性能进行评估,更重要的是它考虑到系统评估的需要,可以服务于系统评估。这个完整的体系主要包括四部分:辐射试验方法和测试技术研究;辐射损伤机理的分析;辐射作用下器件性能参数不确定性的分析;辐射作用下器件生存概率的研究。
论文以中子辐射作用下的晶体管和三端稳压器为研究对象对这四方面的工作开展了详细的研究。利用自主研制的通用效应信号测量系统,不仅可以获得完整的辐射效应曲线,更可以大大增加试验的样本量。对三端稳压器的中子辐射效应进行了深入分析,认为中子辐射引起晶体管放大倍数的减少是引起三端稳压器输出电压变化最关键的因素。对中子辐射作用下晶体管和三端稳压器的敏感参数的不确定性的分布模型进行了研究,结论不同于以前的对数正态分布的假设。用数学期望和方差对这种不确定性进行了定量描述,各种方法的比较表明在抗辐射加固评估中采用随机加权法评定数学期望和方差是最佳选择。论文还把数学期望和方差的结果运用到QMU方法和指数(裕度)法中。采用各种方法对晶体管和三端稳压器在中子辐射下的生存概率进行了点估计和区间估计,针对辐射作用下敏感参数可能不遵从常见的分布模型的情况,论文利用基于bootstrap的蒙特卡洛仿真方法对经典的非参数法进行了改进。论文发现可以用对数正态分布很好地拟合生存概率和中子注量的关系,利用这一关系,可以求出任意生存概率所对应的中子注量及其置信限。
针对抗辐射加固评估中试验样本量相对较少的情况,论文最后研究了小样本情况下如何利用贝叶斯方法提高生存概率的置信度。理论和实例表明根据实际情况选取合适的先验分布借助贝叶斯方法可以在小样本下给出可信度高的置信区间较优的生存概率的估计。根据经典方法给出的生存概率的初步估计和蒙特卡罗模拟计算可以选取合适的先验分布。