LYSO:Ce電子輻射探測(cè)器輸出響應(yīng)影響因素研究

孟宗 劉浩 劉京波 王航

（燕山大學(xué) 電氣工程學(xué)院 秦皇島 066004）

在復(fù)雜惡劣的太空環(huán)境中，衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)具有一定的抗輻射生存能力，目前在所有衛(wèi)星故障中，空間輻射環(huán)境誘發(fā)的故障約占總故障率的40%［1］。為保障空間設(shè)備電子系統(tǒng)在軌運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定可靠，加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星關(guān)鍵部位的環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)與抗輻射防護(hù)研究工作是非常必要的。衛(wèi)星長(zhǎng)期工作在空間輻射環(huán)境中，空間高能粒子作用于衛(wèi)星殼體及內(nèi)部的材料、器件上，主要產(chǎn)生以下輻射效應(yīng)：電離總劑量效應(yīng)、位移損傷效應(yīng)、單粒子效應(yīng)、表面充放電效應(yīng)、內(nèi)帶電效應(yīng)［2］。其中，總劑量效應(yīng)來(lái)源于輻射粒子在器件材料中沉積的能量，這會(huì)在材料當(dāng)中產(chǎn)生電子空穴對(duì)和缺陷，并導(dǎo)致器件整體性能逐漸發(fā)生退化，該效應(yīng)對(duì)器件的影響程度取決于材料受輻射而累積的總能量［3］。目前，常用的兩種探測(cè)器為半導(dǎo)體探測(cè)器和閃爍體探測(cè)器［4-7］。與半導(dǎo)體探測(cè)器相比，閃爍體探測(cè)器因其靈敏度高、抗電磁干擾、耐高電壓、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛研究和快速發(fā)展?；谳椛渲掳l(fā)光效應(yīng)，閃爍材料將高能的輻射轉(zhuǎn)化為可見光子，由光纖傳輸?shù)焦怆姳对龉?，?jīng)光電轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生電脈沖信號(hào)，從而獲得有關(guān)輻射的信息［8］。

NaI（Tl）、BGO是目前研究成果最多、應(yīng)用最廣泛探測(cè)儀器晶體材料［9-11］，然而存在易潮解或衰減時(shí)間長(zhǎng)等弊端。隨著越來(lái)越多性能優(yōu)異的閃爍晶體出現(xiàn)，摻雜一定比例的Ce3+晶體具有較高的能量分辨率和較好的衰減時(shí)間系數(shù)［12］。陳志強(qiáng)等［13］對(duì)LaBr3：Ce晶體重點(diǎn)做晶體形狀、能量等因素對(duì)探測(cè)效率影響研究，研究分析LaBr3：Ce閃爍體的探測(cè)效率與晶體截面形狀、晶體尺寸、輻射源能量大小等因素有關(guān)，圓形截面閃爍體尺寸越大，探測(cè)效率越高；孟宗等對(duì)LYSO：Ce閃爍光纖做電子輻射傳感特性研究［14］，得出LYSO：Ce閃爍光纖輻射時(shí)間響應(yīng)和劑量響應(yīng)與晶體形狀等因素相關(guān)；Uozumi等［15］通過對(duì)LaBr3：Ce和LYSO：Ce進(jìn)行電子輻射測(cè)試，證明兩種晶體均具有良好的輻照響應(yīng)線性度，并且閃爍體的衰減時(shí)間在測(cè)量的能量范圍內(nèi)大致恒定。LYSO：Ce晶體具有低熔點(diǎn)、低成本以及高濃度摻雜等優(yōu)勢(shì)，相比LaBr3：Ce晶體，光學(xué)性能相似但不易潮解，方便保存，已在核物理及核醫(yī)學(xué)PET設(shè)備中得到了部分應(yīng)用，成為最具研究?jī)r(jià)值晶體之一［16-18］。

GEO（Geostationary Earth Orbit）軌道輻射環(huán)境主要粒子種類為質(zhì)子和電子［19］，粒子能譜范圍分布不同，如圖1所示，質(zhì)子能量在0.01～1 MeV通量最大，大于1 MeV后通量急劇下降；電子通量在0.04～4 MeV最大。

圖1 GEO捕獲粒子能譜 (a) 質(zhì)子能譜，(b) 電子能譜Fig.1 Energy spectrum of particle captured at GEO (a) Proton spectrum, (b) Electron spectrum

為保證LYSO：Ce晶體實(shí)現(xiàn)電子輻射劑量探測(cè)，需研究不同入射粒子源的辨識(shí)方法，排除質(zhì)子入射影響，構(gòu)建結(jié)構(gòu)完整的輻射探測(cè)器模型。根據(jù)材料輻射屏蔽原理，屏蔽方法主要包括金屬層屏蔽、薄膜屏蔽、陶瓷材料屏蔽、包封料屏蔽、新型復(fù)合材料屏蔽等［20］。金屬層屏蔽是指屏蔽層材料由重金屬制成的封裝級(jí)屏蔽方法，如采用階梯狀屏蔽板將金屬鎢層設(shè)計(jì)在屏蔽層結(jié)構(gòu)中［21］，俄羅斯設(shè)計(jì)了一種集成鎢銅合金的抗輻射陶瓷封裝體，用于太空抗輻射［22］，奧肯思北京科技有限公司在芯片封裝體設(shè)計(jì)安裝了0.3～2 mm的鉭片作為抗輻射加固材料［23］；隨著膜材料技術(shù)的發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)了僅需幾十個(gè)微米厚度的薄膜，就可以有效降低輻射劑量。上海航天設(shè)備制造總廠發(fā)明的一種抗輻射加固結(jié)構(gòu)，雙馬來(lái)酞亞胺基體與鋁、鎢金屬薄膜結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)平均抗輻射總劑量大于100 krad（Si）［24］；中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所采用增強(qiáng)輻照屏蔽的陶瓷外殼，在上下表面增加一層氧化鋁陶瓷層，并增設(shè)起布線與輻照屏蔽作用的圖形，明顯提升空間電離總劑量的輻照屏蔽效果［25］；Featherby等［26］發(fā)明了一種由鎢粉、環(huán)氧混料和其他材料組成的屏蔽膠，可用于器件封裝抗輻射；趙鶴然等［27］通過設(shè)計(jì)優(yōu)化鋁鉭復(fù)合涂層配比和結(jié)構(gòu)，可在實(shí)現(xiàn)屏蔽空間輻射的基礎(chǔ)上解決“越擋越亂”問題；蔡毓龍等［28］設(shè)計(jì)了采用聚乙烯/鋁的復(fù)合屏蔽結(jié)構(gòu)，與單質(zhì)金屬相比屏蔽效果提升明顯。

本文通過利用Geant4仿真軟件建立LYSO：Ce晶體模型，選擇合適種類與厚度的屏蔽層篩選粒子源，與晶體組合構(gòu)建輻射探測(cè)器。研究GEO軌道環(huán)境下質(zhì)子、電子輻照對(duì)探測(cè)器產(chǎn)生光子數(shù)影響，探究探測(cè)器產(chǎn)生光子數(shù)與輻射劑量之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)電子輻射總劑量探測(cè)；驗(yàn)證基于LYSO：Ce晶體的輻射劑量探測(cè)器代替目前常用半導(dǎo)體和一些無(wú)機(jī)閃爍體探測(cè)器的可行性。

1 Geant4仿真模擬實(shí)驗(yàn)

輻射劑量分析方法根據(jù)原理、使用條件和用途不同，可分為一維屏蔽分析法、幾何投影法、射線追蹤法、蒙特卡羅法、整星輻射劑量三維分析法、設(shè)備內(nèi)部輻射劑量分析法等［29-31］，蒙特卡羅方法以概率統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，可以真實(shí)描述光子、電子、中子等粒子的輸運(yùn)全過程［32］，可計(jì)算包括質(zhì)子、電子在內(nèi)的各種粒子和次級(jí)粒子輸運(yùn)和相互作用，并將最終結(jié)果匯總分析。常用輻射環(huán)境分析軟件包括Shieldose、Geant4軟件［33］等，其中Geant4軟件已被用于核醫(yī)學(xué)、核物理、空間科學(xué)等方面，涵蓋了全面的物理模型，包括電磁、強(qiáng)子、輸運(yùn)、衰變、光學(xué)、光子強(qiáng)子和參數(shù)化過程［34］，滿足仿真實(shí)驗(yàn)要求。

1.1 模型設(shè)計(jì)

模型設(shè)計(jì)方案如圖2所示，以Geant4軟件作為仿真工具，通過C++代碼設(shè)計(jì)構(gòu)建探測(cè)器模型與輻射粒子源，模型主要包括物質(zhì)幾何形狀、構(gòu)成元素與相關(guān)光學(xué)屬性、擺放位置；粒子源主要包括種類、動(dòng)量方向、能量和發(fā)射源位置。選擇注冊(cè)物理過程，收集模型經(jīng)受粒子源輻照后光子數(shù)據(jù)，分析探測(cè)器光子數(shù)與輻射劑量值關(guān)系與影響因素。

圖2 模型設(shè)計(jì)方案Fig.2 Model design scheme

探測(cè)器結(jié)構(gòu)設(shè)置為圓柱體，纖芯半徑為50 μm，石英包層半徑為150 μm，長(zhǎng)100 mm，分別設(shè)置鋁、鉭、鉛作為屏蔽層包裹于光纖外，其受輻射源照射示意圖如圖3（a）所示，當(dāng)輻射源打向探頭屏蔽層，不同厚度屏蔽層會(huì)選擇性通過質(zhì)子/電子，入射粒子在探測(cè)器中電離或激發(fā)過程產(chǎn)生的閃爍光子會(huì)在光纖內(nèi)部經(jīng)多次反射傳輸至后端敏感區(qū)計(jì)數(shù)。在光纖后端設(shè)置光學(xué)玻璃作為光子接收探測(cè)敏感區(qū)，用以統(tǒng)計(jì)接收到的光子數(shù)。圖3（b）為探測(cè)器剖面圖，探測(cè)器內(nèi)芯為光纖晶體，晶體外是SiO2包層，內(nèi)芯折射率1.81，大于包層折射率1.46，構(gòu)成全反射必備條件之一，最外層為屏蔽層。晶體各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1所示，按照表中元素組成比例構(gòu)建晶體模型。

表1 LYSO:Ce質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 1 Mass fraction of LYSO:Ce

圖3 探測(cè)器模型 (a) 探測(cè)器受輻射示意圖，(b) 剖面圖Fig.3 Detector model for the simulation (a) Radiation diagram of the detector, (b) Profile map

1.2 物理過程

粒子與屏蔽層、晶體等反應(yīng)過程需要考慮電磁學(xué)、光學(xué)等諸多因素，Geant4提供強(qiáng)大的工具包足以解決這些問題，在選擇物理過程中調(diào)用FTFP_BERT物理類并注冊(cè)光學(xué)相關(guān)的G4OpticalPhysics類，構(gòu)建物理反應(yīng)代碼。物理過程構(gòu)建還需定義閃爍體性能參數(shù)，如光產(chǎn)額、快慢時(shí)間、發(fā)射光譜范圍和物質(zhì)接觸面光學(xué)屬性等，將LYSO：Ce晶體光產(chǎn)額設(shè)置為36000個(gè)光子/MeV，快時(shí)間常數(shù)設(shè)置為41 ns，快慢響應(yīng)比設(shè)置為1，發(fā)光波長(zhǎng)420 nm，光譜范圍394～470 nm。使用G4OpticalSurface類函數(shù)設(shè)置物質(zhì)接觸面邊界屬性，LYSO：Ce晶體與SiO2包層邊界類型設(shè)置為dielectric_dielectric，晶體與金屬表面邊界類型設(shè)置為dielectric_metal。

正妻。典型代表是金銓的夫人，及白夫人。正妻判詞是“外圓內(nèi)方”，操持整個(gè)大家庭實(shí)屬不易，正妻都有很重的責(zé)任感，端莊而稍顯沉悶。而白夫人比金夫人卻要更高明，這也是金銓有兩個(gè)姨太太而白雄起只有一個(gè)夫人的緣故吧。

2 結(jié)果和討論

2.1 不同材料屏蔽能力分析

不同材料對(duì)同一帶電粒子抗輻射能力差別極大，抗輻射能力很強(qiáng)的材料包括：金屬、大多數(shù)陶瓷和惰性氣體，能力較差的包括：半導(dǎo)體、光學(xué)材料和聚合物（光纖、環(huán)氧樹脂等）。地面或航天器關(guān)鍵部位應(yīng)對(duì)抗輻射選擇的金屬材料以鋁、鉛、鉭為主［35］，同一入射粒子，能量越大，作用深度越大，材料屏蔽所需厚度越大。

粒子射程根據(jù)研究?jī)?nèi)容不同，分為外推范圍和實(shí)際范圍，實(shí)際范圍通常用深度-劑量曲線代表［36］，本文規(guī)定以探測(cè)劑量值為0時(shí)的最大金屬層深度作為射程。根據(jù)射程經(jīng)驗(yàn)公式（1）估算0.04～4 MeV電子在金屬材料射程值，驗(yàn)證探測(cè)器模型正確性。

此公式滿足電子能量在0.3 keV～20 MeV的最大射程計(jì)算。

L為最大射程，cm；A=5.37×10-4g·cm-2·keV-1；E為入射電子能量，keV；ρ為屏蔽層材料密度，g·cm-3；B=0.9815，C=3.123×10-3keV-1。將電子在鋁中射程的經(jīng)驗(yàn)值與仿真值對(duì)比，并繪出差值的絕對(duì)值曲線如圖4所示?？梢姡S著電子能量增加，入射電子在鋁中作用深度增大，電子能量在3 MeV時(shí)的厚度最大差值僅為0.198 mm。Geant4仿真結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算數(shù)據(jù)接近，圖像曲線較為吻合，相似度高，證明本研究中所建模型的有效性。

圖4 電子在鋁中射程隨能量變化趨勢(shì)Fig.4 Change trend of the electron range in aluminum as a function of energy

利用Geant4粒子發(fā)生器分別模擬發(fā)射104個(gè)電子、質(zhì)子轟擊屏蔽層，比較不同材料屏蔽效果，結(jié)果如圖5所示。由圖5（a）可以看出，隨著發(fā)射電子能量增大，所需屏蔽層厚度增加；屏蔽任意能量電子，鋁所需厚度大于鉛和鉭的厚度，屏蔽效果鉭>鉛>鋁；由圖5（b）可以看出，1 MeV能量的質(zhì)子穿透效果低于電子，鋁、鉛或鉭可以較好地屏蔽質(zhì)子；由圖5（c）可以看出，鋁屏蔽質(zhì)子所需的質(zhì)量遠(yuǎn)小于鉛和鉭。

圖5 不同金屬屏蔽輻射效果 (a) 屏蔽層厚度與能量關(guān)系，(b) 屏蔽質(zhì)子所需厚度，(c) 屏蔽質(zhì)子所需質(zhì)量Fig.5 Radiation-shielding effect of different metals (a) The relationship between shielding layer thickness and electron energy,(b) Thickness required to shield protons, (c) Mass required to shield protons

設(shè)置AE8輻射帶模型，設(shè)定GEO軌道衛(wèi)星任務(wù)周期5 a，計(jì)算總劑量與鋁的劑量-深度曲線，如圖6所示。隨著厚度增加，質(zhì)子、電子在鋁中能量沉積不斷增加，當(dāng)厚度大于0.001 mm后，總劑量值開始明顯下降，主要因?yàn)橘|(zhì)子在鋁中極易被阻止，射程短，無(wú)法穿透至更深層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在考慮屏蔽效果與質(zhì)量情況下，使用0.022 mm的鋁屏蔽層篩選粒子源，實(shí)現(xiàn)GEO軌道電子輻射劑量探測(cè)的設(shè)計(jì)方案具有可行性。

圖6 總劑量-深度曲線Fig.6 Total dose-curve for aluminum

2.2 屏蔽層厚度對(duì)劑量響應(yīng)影響

輻射源粒子與鋁相互作用主要包括彈性散射、非彈性散射、激發(fā)、電離和軔致輻射等物理過程［37］，產(chǎn)生二次電子、光子，二次電子會(huì)進(jìn)一步與材料發(fā)生反應(yīng)。分別模擬輻射源照射0 mm、0.011 mm、0.022 mm厚度鋁包裹的光纖，分析屏蔽層厚度對(duì)光纖吸收劑量影響，結(jié)果如圖7所示。當(dāng)屏蔽層厚度小于0.022 mm時(shí)，總劑量值由質(zhì)子與電子共同作用之和產(chǎn)生；當(dāng)屏蔽層厚度大于等于0.022 mm后，質(zhì)子被完全屏蔽于晶體外，總劑量值僅由電子產(chǎn)生。

圖7 屏蔽層厚度與吸收劑量關(guān)系Fig.7 Relationship between shield thickness and absorbed dose

設(shè)定輻射源電子能量為1 MeV，分別入射無(wú)鋁層、0.022 mm鋁層包裹的探測(cè)器，分析輻射劑量與光子數(shù)關(guān)系，如圖8所示。

圖8 輻射劑量與光子數(shù)關(guān)系Fig.8 Relationship between radiation dose and photon number

設(shè)x為粒子對(duì)閃爍體輻射劑量值，y為產(chǎn)生光子數(shù)，則對(duì)有屏蔽層探測(cè)器所得光子擬合函數(shù)為：

線性擬合度Rs2=0.9997；對(duì)無(wú)屏蔽層探測(cè)器所得光子擬合函數(shù)為：

通過統(tǒng)計(jì)輻射源入射探測(cè)器后產(chǎn)生的次級(jí)電子數(shù)量和次級(jí)電子沉積的劑量發(fā)現(xiàn)，電子入射屏蔽層后生成的次級(jí)電子數(shù)量較少，當(dāng)輻射劑量為825.893 μGy時(shí)，電子在探測(cè)器內(nèi)的吸收劑量為42.973 μGy，次級(jí)電子的劑量為0.334 μGy，產(chǎn)生的次級(jí)電子對(duì)電子劑量探測(cè)的貢獻(xiàn)占比約為8‰。

計(jì)算探測(cè)器屏蔽前后輻射劑量與內(nèi)芯吸收劑量關(guān)系如圖9所示，隨著輻射劑量增加，探測(cè)器吸收劑量線性增加，受屏蔽層影響，在含屏蔽層探測(cè)器內(nèi)的吸收劑量值略小。設(shè)x為輻射劑量，y為吸收劑量，則無(wú)屏蔽層情況下，探測(cè)器吸收劑量與輻射劑量關(guān)系函數(shù)：

圖9 輻射劑量與吸收劑量關(guān)系Fig.9 Relationship between radiation dose and absorbed dose

對(duì)屏蔽層探測(cè)器輻射劑量關(guān)系函數(shù)：

為消除屏蔽層對(duì)電子輻射吸收劑量影響，設(shè)修正系數(shù)α，有yu=α?ys，根據(jù)探測(cè)器劑量關(guān)系函數(shù)可得yu=1.135?ys。

結(jié)果表明，探測(cè)器對(duì)輻射劑量響應(yīng)呈線性關(guān)系，隨著輻射劑量增加，探測(cè)器中能量沉積增大，光子數(shù)增多，輻射響應(yīng)強(qiáng)烈；不同屏蔽層厚度下探測(cè)器劑量響應(yīng)穩(wěn)定，線性擬合度高。粒子束入射到探測(cè)器時(shí)，屏蔽層可消除質(zhì)子對(duì)劑量探測(cè)影響，電子穿過屏蔽層動(dòng)能減少，產(chǎn)生的次級(jí)電子、光子會(huì)繼續(xù)與材料反應(yīng)，使探測(cè)器檢測(cè)到更多光子，提高輸出響應(yīng)靈敏度。

2.3 輻射源位置對(duì)光子產(chǎn)生影響

考慮軌道實(shí)際輻射環(huán)境中放射源距探測(cè)器距離影響，每次模擬開始時(shí)保持輻射劑量不變，調(diào)整輻射源到探測(cè)器距離從1～200 mm增加，間隔為25 mm，得到6組數(shù)據(jù)，結(jié)果如圖10所示。由圖10可知，輻射源距離分別在75 mm和150 mm左右時(shí)產(chǎn)生的光子數(shù)值明顯增加。原因是在GEO軌道環(huán)境中，導(dǎo)致電子動(dòng)能降低的主要因素包括：反比平方定律、磁場(chǎng)和太陽(yáng)風(fēng)等。反比平方定律是指電場(chǎng)強(qiáng)度隨著距離源頭的平方反比減小，降低了作用在電子上的力，從而降低了動(dòng)能。當(dāng)輻射源與探測(cè)器距離較近時(shí)，電子速度大，能量沉積少；當(dāng)輻射源與探測(cè)器距離增大后，電子傳輸距離增加，電子動(dòng)能降低，電子在探測(cè)器內(nèi)能量損耗增加，能量沉積增大，光子產(chǎn)額隨之增加，輻射劑量響應(yīng)增強(qiáng)。

圖10 輻射源位置與光子數(shù)關(guān)系Fig.10 Relationship between radiation source position and photon number

2.4 輻射源能量對(duì)探測(cè)效率影響

除上述情況外，電子能量也是影響探測(cè)器輸出響應(yīng)重要因素之一，不同能量的入射電子在物質(zhì)中沉積情況不同。為探究入射電子能量對(duì)探測(cè)器探測(cè)效率影響，保持入射電子數(shù)不變，設(shè)定電子射線能量范圍為0.04～4 MeV（區(qū)間間隔為1 MeV），輻射源距探測(cè)器100 mm，數(shù)據(jù)結(jié)果如圖11所示。將圖11探測(cè)器每個(gè)能量區(qū)間內(nèi)的光子輸出響應(yīng)曲線斜率作為輻射響應(yīng)度并做歸一化處理，用于衡量探測(cè)器不同能量范圍下的電子輻射劑量探測(cè)效率。

圖11 電子能量對(duì)探測(cè)效率影響Fig.11 Effect of electron energy on detection efficiency

由圖11可知，隨著電子能量增加，電子在閃爍體中沉積能量增大，光產(chǎn)額變高。探測(cè)器在0.04～1 MeV范圍內(nèi)歸一化后的輻射響應(yīng)度為0.46，高于實(shí)驗(yàn)中的其他能量區(qū)間，這是因?yàn)檩^低能量區(qū)間段的電子在入射探測(cè)器時(shí)，與材料充分反應(yīng)的數(shù)量多，在探測(cè)器中的能量沉積更多，探測(cè)效率更高。

探測(cè)器在不同能量段輻射環(huán)境下的光子產(chǎn)額與單位輻射劑量的響應(yīng)系數(shù)如圖12所示，當(dāng)能量為1 MeV的電子輻射源輻射劑量為1 rad時(shí)的探測(cè)器響應(yīng)系數(shù)為9.115×108，當(dāng)電子能量大于1 MeV后，探測(cè)器單位輻射劑量的響應(yīng)系數(shù)減小。

圖12 探測(cè)器響應(yīng)系數(shù)與能量關(guān)系Fig.12 Relationship between energy and detector response coefficient

因此，探測(cè)器可應(yīng)用于GEO軌道中的電子輻射劑量探測(cè)，對(duì)不同能量段輻射源的光子輸出響應(yīng)系數(shù)不同，探測(cè)能量區(qū)間在0.04～1 MeV的電子探測(cè)效率最高。

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于Geant4軟件研究了使用LYSO：Ce閃爍體與鋁層結(jié)合組成的探測(cè)器進(jìn)行GEO軌道電子輻射劑量探測(cè)方案的可行性，分析了影響探測(cè)器輸出響應(yīng)的主要因素。研究表明：使用0.022 mm鋁層包裹LYSO：Ce閃爍體組成的新探測(cè)器的輸出響應(yīng)與輻射劑量輸入成線性關(guān)系，可排除GEO軌道環(huán)境的質(zhì)子輻射影響，在不影響電子入射情況下增加光子產(chǎn)額，提高探測(cè)器響應(yīng)靈敏度。探測(cè)效率最高的能量段為0.04～1 MeV，探測(cè)器輻射源位置距探測(cè)器較遠(yuǎn)時(shí)，會(huì)因傳輸距離增加導(dǎo)致入射電子速度降低，光產(chǎn)額增加。本文模擬環(huán)境設(shè)定為GEO軌道真空條件，以捕獲粒子能譜為參考，主要考慮了質(zhì)子、電子兩種粒子輻射源，探測(cè)器實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可通過鍍鋁方式與光纖結(jié)合，在實(shí)際應(yīng)用前需要通過地面輻射實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行響應(yīng)曲線標(biāo)定，標(biāo)定后的探測(cè)器可具備在輻射環(huán)境中實(shí)現(xiàn)電子輻射劑量探測(cè)的能力。

作者貢獻(xiàn)聲明孟宗負(fù)責(zé)研究方案設(shè)計(jì)與技術(shù)指導(dǎo)；劉浩負(fù)責(zé)文章的起草及最終版本修訂；劉京波負(fù)責(zé)資料收集與論文的修改；王航負(fù)責(zé)論文修改。