1 引言

要计算 SEE 在轨事件发生率，需要使用器件 SEE 截面和特定轨道中所遇粒子的通量。器件 SEE 截面通常通过实验确定，而轨道中粒子的通量使用基于经验数据的各种软件算法计算。为了获得具有代表性的事件发生率，使用 Cosmic Ray Effects on Micro-Electronics 96 (CREME96) 计算了近地轨道 (LEO) 和对地静止轨道 (GEO) 环境中的值。CREME96 模型是一套可用于估算近地轨道中的辐射环境的程序^{[1, 2]}。CREME96 是航空工业中用于提供精确空间环境计算的多种工具之一。自推出以来的几年里，CREME 模型与在轨数据进行了比较，并证明了其准确性。特别是，CREME96 整合了现实中的“最坏情况”太阳粒子事件模型，其中通量在短时间内会增加几个数量级。

为了获得保守的事件发生率，选择了最坏周模型（基于在过去 45 年中持续一周的最强太阳粒子事件）。此事件等同于 99% 置信度的最坏情况事件^{[3, 4]}。综合通量包括来自太阳和银河系的质子和重离子。假设在 100 密耳（2.54 毫米）铝材上采用最小屏蔽配置。评估了两种轨道环境：国际空间站的轨道环境，它位于 LEO 和 GEO 环境中。图 1-1 显示了这两种环境的综合通量（从高 LET 到低）。

请注意，y 轴表示从较高 LET 到较低 LET 的通量积分。任何特定 LET 值处的积分通量值实际上是该特定 LET 值处所有离子事件与所有较高 LET 值的积分值。

图 1-1 根据 CREME96 的计算，LEO-ISS（蓝色曲线）和 GEO（红色曲线）环境的积分粒子通量与 LET_EFF 间的关系，假设铝屏蔽层最坏周和 100mil (2.54mm)

图 1-1 显示了根据 CREME96 的计算，LEO-ISS（蓝色曲线）和 GEO（红色曲线）环境的积分粒子通量与 LET_EFF 的关系，假设铝屏蔽层最差周和 100mil (2.54mm)。请注意，y 轴表示从较高 LET 到较低 LET 的通量积分。任何特定 LET 值处的积分通量值实际上是该特定 LET 值处所有离子事件与所有较高 LET 值的积分值。

使用此数据，您可以为任意感兴趣的 LET 提取积分粒子通量。为了简化事件发生率的计算，假设所有截面曲线均为正方形，这意味着在低于起始 LET 时，截面等于零，而在高于起始 LET 时，截面均等于饱和截面。图 1-2 用绿色曲线表示近似值，绿色曲线表示实际的威布尔值与数据的拟合度，“方形”近似值显示为红色虚线。这样，您可以使用单个乘法来计算事件发生率，即事件发生率为起始 LET 处积分通量与饱和截面的乘积。显然、这会导致事件发生率高估，因为方形近似下方的面积大于实际截面曲线，但为了计算上限事件发生率估算值，这种修改避免了在通量和截面曲线上执行积分。

图 1-2 器件截面与 LET_EFF 间的关系，显示了如何使用方形近似（红色虚线）“简化”威布尔拟合（绿色）

图 1-2 显示了器件截面与 LET_EFF 间的关系，其中显示了如何使用方形近似（红色虚线）“简化”威布尔拟合（绿色）。

为了演示如何计算事件发生率，假设您希望为截面如图 1-2 所示的器件计算 GEO 轨道的事件发生率。使用图 1-1 中的红色曲线和从图 1-2 获得的起始 LET 值（约为 65MeV-cm2/mg），您会发现 GEO 积分通量约为 3.24 × 10^–4 个离子/cm²/天。事件发生率是积分通量和图 1-2 中饱和截面的乘积（约为 5.3 x 10^-6cm²）：

Equation1.

Equation2.

Equation3.