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空间高能质子辐射损伤效应研究是保证在轨航天器安全运行的重要措施,本文基于蒙特卡罗软件Geant4针对航天器壳体的屏蔽效应和半导体器件的损伤效应进行了模拟。系统地总结分析了空间辐射源的类型及其模型,对质子与物质相互作用的物理机制及其产生的损伤效应进行了详细的描述,半导体器件内电离能量沉积是造成总电离剂量、单粒子效应的主要原因,质子与Si原子核弹性散射、非弹性碰撞和核反应产生的反冲原子是造成位移损伤的主要因素,两者最终导致辐照前后半导体器件电子学特性的改变。简要介绍了蒙特卡罗软件Geant4的运行环境、功能和框架,并针对屏蔽效应和损伤效应进行了二次开发。以航天器铝壳体屏蔽效应模拟为例,单能质子入射模拟结果表明核反应使高能质子经屏蔽层后发生增值,屏蔽层内产生的次级重核几乎全部沉积,而中子、γ射线及部分次级质子、电子穿透屏蔽层构成航天舱内的次级辐射环境;对于太阳质子事件入射能谱,屏蔽效果体现在入射能谱发生‘平移效应’,透射的能谱为入射能谱的高能部分,其平均能量在4mm屏蔽厚度内迅速变大而后近似线性增加,透射率随屏蔽层厚度增加而迅速减小,当厚度超过10mm后透射率变化效果不明显,收敛于10%。损伤效应方面,首先对质子在介质（Al、Si、SiO2、H2O）中的电离效应相关量如线性能量转移、射程进行了模拟,并和文献作对比。质子沿纵向能量沉积出现Bragg峰,其峰值随入射质子能量增加而降低,上升段坪斜取决于入射质子能量和是否考虑质子与核相互作用的影响,而横向能量分布在质子径迹线周围几mm圆筒内,圆筒的半径随质子能量增加而变大。对于半导体材料Si位移效应,采用D.H.Wright空间电子学物理模型包,对反冲原子的类型、产生率、能谱和空间分布进行了模拟,结果表明反冲原子核素类型分布在He到P范围内,反冲原子空间点分布,绝大多数分布在质子径迹线上,其浓度沿径迹线横向呈梯度下降;引入反冲原子Lindhard-Robinson-Akkerman位移能损分离函数,计算了位移能量损失和入射质子能量的关系,和Summers、Jun等人的结果吻合较好。