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医学太空跨领域合作,长庚将提供高能质子设备测试卫星电子元件

卫星在送上太空之前要先经过各种严格测试,过去,太空电子元件的抗辐射测试都送往欧美国家,然而从现在开始,交给在地团队即可。国研院太空中心今(23 日)与林口长庚医院放射医学研究所、长庚大学放射医学研究院签署合作协议书(MOA),长庚团队将提供高能质子照射实验室,协助执行国内自主开发太空电子元件之抗辐射测试。

太空电子系统与地面电子系统完全不同,太空中的电子元件面临极严苛环境,包括高能辐射轰炸、高能粒子撞击、剧烈温度变化等,当各种辐射及高能粒子照射在硅芯片上,会形成不可预测的电流,改变电子元件信号而造成系统功能失常,轻者需重新开机恢复正常运作,严重可能造成电子元件损坏,使卫星无法执行任务。

虽然太空电子元件都有降低辐射影响的保护设计,但最好仍先在地面进行一系列测试,包括:震动测试、热循环测试、热真空测试、抗辐射测试,才能保证卫星安危。国研院太空中心主任林俊良指出,大部分测试都可以在卫星整测厂房中完成,唯独缺乏模拟太空环境的高能粒子照射设备,因此抗辐射测试过去都交由欧美先进国家,往往大幅拉长研发时程,也增加发展成本。

现在,医学与太空的跨领域合作,让我们终于可以在地测试。

林口长庚医院前几年引进最先进的「质子放射治疗设备」,原是用来肿瘤放射治疗,但院方除了规划 4 间治疗室供临床使用外,还配置了第 5 间照射室「粒子物理暨照射核心实验室」作为研究用途,可提供更稳定的射束及更具弹性的照射条件进行抗辐射测试,在太空中心技术协助下,长庚团队将以高能质子射束模拟太空环境,执行国内自主开发太空电子元件之抗辐射测试。

不过环境中的高能辐射并不只存在于太空,高空约 10 公里处会有宇宙射线造成的二次粒子,地面上也会有地球大气层和磁场挡不住的中子,据估计,地面中子约有万分之五机率导致电子元件失灵,因此该实验室除了测试太空电子元件外,也提供地面、高山、飞行高度之微电子抗辐射测试。

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