где Кр - кратность воздухообмена (для помещений небольшого объема Кр=10);
V - объем помещения ( V=144 м ³ ).
Для используемой лаборатории необходимый воздухообмен 1440 м³ в час. Лаборатория оборудована двумя кондиционерами БК-1500, каждый из которых обладает мощностью 1500 м³/ час, что обеспечивает выполнение санитарно-гигиенических требований.
Выводы по обеспечению необходимой вентиляции в лабораторном помещении: в лаборатории обеспечена достаточная кратность воздухообмена, которая удовлетворяет требованиям /12/.
6.5 Чрезвычайные ситуации
Воздействие ионизирующих излучений и сильных электромагнитных излучений на полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы. Возможный характер их повреждений.
Для оценки возможных нарушений работоспособности электро радиокомпонентов и аппаратуры при воздействии ионизирующих излучений (ИИ) необходимо располагать информацией о возможных видах радиационных эффектов, их зависимости от временного масштаба процесса, разновидности и энергии ионизирующего излучения. Под радиационным эффектом понимают явление, состоящее в изменении значений параметров, характеристик и свойств объекта в результате воздействия ИИ /20/.
В настоящее время принято выделять следующие радиационные эффекты: эффекты смещения, переноса заряда и ионизирующие эффекты.
Эффекты смещения представляют собой перемещение атомов из нормального положения в кристаллической решетке материала. Эти перемещения сопровождаются возникновением структурных дефектов кристаллической решетки, к простейшим из которых относятся наличие свободных положений в решетке и дополнительных атомов между ее узлами. В электронных устройствах эффекты смещения влияют в основном на работу полупроводниковых приборов.
Говоря об эффектах смещения, следует различать долговременные и кратковременные эффекты смещения.
Долговременные эффекты смещения проявляются в необратимом по истечении некоторого времени после облучения изменении различных параметров полупроводниковых приборов, зависящем от интегрального потока частиц и дозы гамма-излучения, их энергетического спектра и температурных условий облучения. При прочих равных условиях более жесткий спектр излучения и пониженные температуры облучаемого материала приводят к росту числа структурных дефектов.
При облучении гамма-нейтронным излучением ядерного взрыва (ЯВ) воздействие гамма-излучения в процессе образования структурных дефектов чрезвычайно мало в сравнении с воздействием нейтронов. Поэтому его влиянием на процесс образования структурных дефектов и соответствующим им необратимым изменениям параметров материалов и изделий можно пренебречь.
Однако в некоторых случаях, например при воздействии гамма-нейтронного излучения на униполярные транзисторы металл-диелектрик-полупроводник (МДП-структуры), стекла, органические диэлектрики дозовые эффекты от гамма-излучения необходимо учитывать, так как число структурных дефектов при воздействии гамма-излучения сравнимо или существенно превышает число дефектов, создаваемых нейтронами.
Кратковременные эффекты смещения проявляются в обратимых изменениях параметров объектов и характерны для импульсного облучения. Смещенные под действием облучения нейтронами атомы в начальный момент времени являются термодинамически неустойчивыми образованиями, большинство из них имеют весьма малую энергию активации, определяющую скорость их рекомбинации. Вследствие этого значительная доля созданных дефектов структуры за очень малые промежутки времени «отжигается» , т.е. частично восстанавливает исходные свойства материала. Однако наряду с процессами рекомбинации идут процессы связанные с перегруппировкой структурных повреждений, взаимодействием их с атомами примеси и дефектами структуры.
При длительности облучения, значительно превышающей характерные времена таких процессов, приходится иметь дело с необратимыми повреждениями или медленными и слабо выраженными процессами восстановления параметров.
Эффекты переноса заряда обусловлены передачей кинетической энергии полей ионизирующего излучения вторичным частицам и проявляются в виде неустановившихся токов. При движении вторичных заряженных частиц создаются электрические и магнитные поля, а также протекают неустановившиеся токи, зависящие от мощности дозы облучения.
Эти эффекты могут привести к появлению ложных сигналов и сбоев в аппаратуре, а так же к выходу из строя отдельных узлов.
Ионизационными называются эффекты, вызванные носителями заряда с низким уровнем энергии. Они отличаются от эффектов переноса заряда, которые определяются как смещение зарядов высокоэнергетичными частицами. Число электронно-дырочных пар определяется только количеством энергии, выделяемой на ионизацию.
Ионизационные эффекты проявляются в виде переходных эффектов (эффектов свободных носителей), промежуточных релаксационных эффектов, долговременных эффектов захваченных носителей и химических эффектов.
Переходные эффекты связаны с образованием свободных носителей. В полупроводниках концентрация свободных носителей может быть оценена в предположении, что расход энергии на образование одной электронно-дырочной пары равен трех-пятикратному значению потенциала ионизации.
Промежуточные релаксационные эффекты связаны с тем, что в диэлектриках и изоляторах захваченные на ловушки носители могут снова высвободиться за счет тепловых эффектов.
Ионизационные эффекты при воздействии излучения вызывают образование в аппаратуре избыточных зарядов, появление которых в диэлектриках и изоляторах понижает их изолирующие свойства, а в полупроводниках – к образованию избыточных ионизационных токов. В результате возникают обратимые изменения параметров аппаратуры, находящейся во включенном состоянии, что может приводить к временной потере ее работоспособности, ложным срабатываниям и сбоям /21/.
В заключение нужно добавить, что по критерию бесперебойной работы повышение стойкости аппаратуры к импульсному гамма-излучению только выбором радиационно стойких комплектующих изделий ограничено, как правило, мощностью дозы порядка 107 .. 108 Р/c/22/, а при применении интегральных микросхем, изготовленных по технологии КМОП, 1010 .. 1012P/c.
Выводы по безопасности и экологичности проекта: на основании ранее сделанных выводов можно утверждать, что при соблюдении техники безопасности и правил эксплуатации блока ПЗК, настоящее изделие является безопасным при изготовлении и эксплуатации.
Библиографический список
1. СН 245–71. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий.
2. ГОСТ 12.1.038–82. ССБТ. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновений и токов.
3. ГОСТ 12.1.019-79. ССБТ. Электробезопасность. Общие требования.
4. ГОСТ 12.1.030-81. ССБТ. Защитное заземление. Зануление.
5. ОНТП 24–86. Общесоюзные нормы технологического проектирования. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
6. ГОСТ 12.4.009–85. ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Общие требования.
7. ГОСТ 12.1.033–81. ССБТ. Пожарная безопасность объектов с электрическими сетями.
8. СНиП II–4.79. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение.
9. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.
10. ГОСТ 22.269-76. Система “человек-машина”. Рабочее место оператора. Временное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования.
11. ГОСТ 27.818-88. Машины вычислительные и системы обработки данных. Допустимые уровни шума на рабочих местах и методы его определения.
12. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования.
13. ГОСТ 12.4.113-82 ССБТ. Работы учебные лабораторные. Общие требования безопасности.
14. СанПиН 2.2.2.542–96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы.
15. ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы.
16. СН 952-75. Санитарные правила организации процесса пайки мелких деталей сплавами, содержащими свинец.
17. ГОСТ 18298–79. Стойкость аппаратуры, комплектующих элементов и материалов радиационная. Термины и определения.
18. Мырова Л.О., Чипиженко А.З. Обеспечение радиационной стойкости аппаратуры связи. – М.: Радио и связь, 1983. – 216 с., ил.
19. Вавилов В.С., Ухин Н.А. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах. – М.: Атомиздат, 1969. – 311 с.