在我們?nèi)粘Ｉ畹沫h(huán)境中存在一種看不見、摸不著的危險粒子——大氣中子，它來源于高能宇宙射線與地球大氣的相互作用，穿透性極強(qiáng)且廣泛分布于地面和整個大氣空間。大氣中子轟擊半導(dǎo)體器件和集成電路引發(fā)單粒子效應(yīng)，可造成器件數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)、功能出錯、死機(jī)甚至災(zāi)難性燒毀，且這種現(xiàn)象會隨著先進(jìn)工藝器件的采用而日趨嚴(yán)重。大量案例表明，大氣中子對航空電子系統(tǒng)、汽車電子、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)中心等的可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在客機(jī)飛行的萬米高空，中子通量比地面高超過兩個數(shù)量級，導(dǎo)致大氣中子輻射成為現(xiàn)代航電系統(tǒng)安全運(yùn)行的最大威脅之一，因此，對航電系統(tǒng)進(jìn)行中子抗輻照地面評價試驗(yàn)，成為上天應(yīng)用前的“必修課”。我國之前一直沒有合適的大氣中子地面評價試驗(yàn)源，嚴(yán)重影響了國產(chǎn)航電系統(tǒng)抗輻射評價，導(dǎo)致航電系統(tǒng)應(yīng)用存在安全隱患。

目前，由我所聯(lián)合中國散裂中子源承擔(dān)的我國首個“大氣中子輻照譜儀試驗(yàn)平臺”正在加緊建設(shè)。項(xiàng)目完成了總體方案、詳細(xì)物理設(shè)計和詳細(xì)工程設(shè)計，已全面進(jìn)入了關(guān)鍵部件的研制、試制和安裝階段，關(guān)鍵中子插入件已經(jīng)成功安裝，中子開關(guān)、散束器、通量調(diào)節(jié)器等部件研制工作進(jìn)展順利，輻射安全鋼屏蔽體正陸續(xù)分段加工制造，按照計劃預(yù)計將在2021年中期建成并投入使用。疫情期間，項(xiàng)目組成員緊密配合，每周定期召開例會研討譜儀各項(xiàng)工作，各位成員與部件研制廠密切聯(lián)系，趕進(jìn)度、保質(zhì)量，將疫情對項(xiàng)目進(jìn)度的影響降至最小。另外，在譜儀關(guān)鍵參數(shù)方面，設(shè)計人員充分考慮用戶會上專家提出的要求，及時征詢譜儀未來用戶的意見和建議，保證譜儀投入使用后“貼心”服務(wù)用戶。大氣中子輻照譜儀試驗(yàn)平臺建成后，其中子能譜幾乎和環(huán)境大氣中子能譜完全重合，關(guān)鍵性能參數(shù)如中子能譜、中子通量、束斑面積等將優(yōu)于英國ISIS ChipIr、美國LANSCE ICE House等國外同類裝置，且兼具了用于器件輻照的準(zhǔn)直中子束和用于系統(tǒng)級產(chǎn)品輻照的散射中子束條件，綜合能力指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

該平臺建成后，可廣泛服務(wù)于航空、航天、汽車電子、通信基站、醫(yī)療電子、銀行系統(tǒng)、核電控制、超算等高可靠電子信息系統(tǒng)產(chǎn)品制造領(lǐng)域，可開展電子信息系統(tǒng)的軟故障快速暴露、軟錯誤率定量評估、防護(hù)及糾錯技術(shù)驗(yàn)證等，有利于提升我國高可靠、高安全、抗輻射電子產(chǎn)品的綜合可靠性水平，助力粵港澳大灣區(qū)國家戰(zhàn)略。同時也將吸引國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)在此平臺上開展前沿科學(xué)研究，提升我國在該技術(shù)領(lǐng)域的國際影響力。

大氣中子譜儀典型應(yīng)用領(lǐng)域