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放射性对晶体和振荡器的影响及其例子

2024-3-21

放射性对晶体和振荡器的影响及其例子

晶体受到的放射性影响:

1. 电离损伤 (Ionization Damage)：当放射性与晶体相互作用时，它可以从原子位置上弹出电子，从而产生电子-空穴对。这些不再结合的电子和空穴可以改变晶体的电子特性。

   例子：高能量的伽马射线可以在硅晶体中引起显著的电离，从而可能影响其在电子设备中的性能。

2. 位移损伤 (Displacement Damage)：高能放射性可以将原子从其在晶体点阵中的位置上打出。这产生了如空位（原子丢失的地方）和间隙（原子占据了它不应该的地方）等点阵缺陷。

   例子：在核反应堆中，中子辐射可以在反应堆的结构材料中引起位移损伤，从而影响其机械强度。

3. 色心 (Color Centers)：辐射可以在原子被移除的位置或电子在晶格内被困住的位置上创建缺陷。这些缺陷可以吸收光的特定波长，导致晶体变色。

   例子：某些类型的石英在暴露于辐射后会变成褐色或紫色，这是由于色心的产生。

振荡器受到的放射性影响:

1. 频率偏移 (Frequency Shifts)：由于其稳定的谐振频率，尤其是石英晶体，经常用于振荡器。辐射引起的缺陷可能会改变这些频率。

   例子：由于Van Allen辐射带的放射性，用于卫星时钟的石英振荡器的频率可能会漂移。

2. 噪声增加 (Noise Increase)：辐射引起的缺陷可以增加振荡器中的电噪声，降低它产生的信号的清晰度或精度。

   例子：一个通信卫星中的振荡器可能在长时间暴露于宇宙辐射后，会累计增加抖动或相位噪声。

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