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实践十号卫星空间粒子探测器属于空间辐射对基因组的作用和遗传效应研究(辐射基因盒)课题,主要目的是实时监测辐射基因盒内的辐射粒子通量,为在轨期间微重力下辐射对生物效应的影响和地面验证试验提供数据。位于返回舱内的辐射基因盒除粒子探测器外,还有生存保障装置(小鼠细胞和果蝇培养设备)。由于资源有限,空间粒子探测器需要满足多种粒子探测、大能量探测范围的需求外,还需要进行小型化、低功耗设计。 论文主要研究内容如下:第一部分对不同空间粒子来源经过屏蔽后的通量进行估计,同时根据生物体对辐射粒子的阻止本领,以确定探测粒子及其测试能量范围。第二部分模拟不同探测器对粒子的能量响应,使用高能粒子计算机模拟计算专用软件包Geant4搭建含有3个探测器组成的探测系统来模拟,包括粒子的能量沉积,粒子鉴别算法和探测器系统的小型化设计。第三部分在确定了探测器系统的基础上,对不同探测器进行了性能预估和测量,针对碲锌镉探测器对入射粒子的不完全收集进行了模拟并提出了电子学修正方法。第四部分讨论了满足动态范围的小型化低功耗电路,并对高计数率提供了解决办法。第五部分对控制系统运行的FPGA软件设计和软件可靠性进行了分析。