Radiation Hardness Assurance (RHA) bzw. Strahlungsfestigkeit hilft dabei, Strahlungseffekte auf Elektronik frühzeitig zu erkennen, Risiken zu bewerten und geeignete Gegenmaßnahmen zu entwickeln.
So unterstützen wir unsere Kunden dabei, Systeme auch unter anspruchsvollen Strahlungsbedingungen zuverlässig zu betreiben.
Radiation Hardness Assurance (RHA) bzw. Strahlungsfestigkeit ist ein zentraler Baustein, um die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit elektronischer Komponenten und Systeme sicherzustellen, die in strahlungsintensiven Umgebungen eingesetzt werden – etwa in der Raumfahrt, Luftfahrt, Nuklearmedizin oder in anspruchsvollen industriellen Anwendungen.
RHA umfasst umfassende Test-, Bewertungs- und Qualitätssicherungsprozesse, mit denen untersucht wird, wie sich ionisierende Strahlung auf die elektrische Performance und die langfristige Funktionsfähigkeit von Elektronik auswirkt. Ziel ist es, sicherzustellen, dass Ihre Produkte strenge internationale Standards erfüllen und auch in kritischen Einsatzbereichen zuverlässig funktionieren, in denen Ausfälle keine Option sind.
Die Maßnahmen der Radiation Hardness Assurance helfen dabei, Strahlungseffekte auf Elektronik frühzeitig zu identifizieren, Risiken zu quantifizieren und geeignete Gegenmaßnahmen umzusetzen, sodass Systeme auch unter anspruchsvollen Strahlungsbedingungen zuverlässig betrieben werden können.
Elektronische und elektromechanische Systeme sind – abhängig von ihrem Einsatzgebiet – sehr unterschiedlichen Strahlungsumgebungen ausgesetzt. Diese reichen von intensiver kosmischer und solarer Strahlung im Weltraum bis hin zu Strahlungsfeldern in industriellen Anlagen, medizinischen Anwendungen oder Teilchenbeschleunigern.
Ein klares, missions- oder anwendungsspezifisches Verständnis dieser Strahlungsumgebungen bildet die Grundlage einer erfolgreichen Radiation Hardness Assurance (RHA). Eine präzise Definition der Strahlungsumgebung ermöglicht die Auswahl geeigneter Testmethoden, die Vorhersage möglicher Strahlungseffekte sowie die Qualifikation von Komponenten und Systemen für einen zuverlässigen Betrieb über den gesamten Lebenszyklus.
Seibersdorf Laboratories unterstützt Kunden bei der Definition, Modellierung und Analyse von Strahlungsumgebungen und liefert damit eine fundierte Grundlage für RHA-Programme, Qualifikationskampagnen und die Optimierung von Systemdesigns.
Die Strahlungsumgebung im Weltraum gehört zu den anspruchsvollsten Umgebungen für elektronische Systeme. Sie variiert je nach Missionsprofil, Orbit, Höhe und Missionsdauer.
Sie setzt sich aus verschiedenen Teilchenquellen zusammen, die elektronische Systeme beeinträchtigen oder sogar zum Ausfall führen können. Daher ist eine frühzeitige Identifikation der missionsspezifischen Strahlungsspektren entscheidend für die Planung der Radiation Hardness Assurance und die Einhaltung internationaler Standards.
Die detaillierte Definition der Strahlungsumgebung für Weltraummissionen kombiniert:
Daraus werden realistische Fluenzprofile und Dosisverläufe berechnet. Diese Daten bilden eine zentrale Grundlage für RHA-Programme und dienen als Input für Teststrategien zur Qualifikation gegenüber:
Typische Ergebnisse einer Strahlungsumgebungsanalyse
Verwandte Themen
Strahlungsbedingte Herausforderungen treten nicht nur im Weltraum auf. Auch viele erdgebundene oder industrielle Anwendungen erfordern eine sorgfältige Planung der Radiation Hardness Assurance.
Seibersdorf Laboratories definiert maßgeschneiderte Strahlungsprofile und unterstützt RHA-Programme für verschiedenste nicht-raumfahrtbezogene Anwendungen, bei denen ionisierende Strahlung die Leistungsfähigkeit elektronischer Systeme beeinflusst.
Nuklearanlagen
In der Nähe von Reaktoren oder Brennstoffhandhabungssystemen treten komplexe Mischfelder aus Gamma-, Neutronen- und Betastrahlung auf. Komponenten müssen daher qualifiziert werden, um Sicherheits-, Zuverlässigkeits- und regulatorische Anforderungen zu erfüllen.
Beschleunigerumgebunge
Teilchenbeschleuniger erzeugen hochenergetische Strahlungsfelder mit unterschiedlichen Teilchentypen. Hier müssen Verschiebungsschäden (DD), Single Event Effects (SEE) und Materialdegradation bereits bei der Planung der Strahlungstests berücksichtigt werden.
Nuklearmedizin und Gesundheitswesen
Bildgebende Systeme und Strahlentherapieanlagen arbeiten in kontrollierten, aber intensiven Strahlungsfeldern. RHA stellt sicher, dass elektronische Systeme auch bei wiederholter klinischer Nutzung zuverlässig funktionieren.
Luftfahrt und Avionik
Kosmische Strahlung in Flughöhen kann zu Soft Errors und kumulativen Strahlungseffekten in Avionik-Systemen führen. Eine genaue Analyse dieser Umgebungen unterstützt geeignete Design- und Qualifikationsstrategien.
Zur Ableitung robuster Strahlungsprofile kombinieren wir:
Diese Analysen ermöglichen Ihnen:
Dieser ganzheitliche Ansatz stellt sicher, dass Ihre Produkte unter realistischen Einsatzbedingungen validiert werden – im Weltraum ebenso wie in industriellen, medizinischen oder luftfahrtbezogenen Anwendungen.
Selbst an der Erdoberfläche können kosmische Strahlen Auswirkungen auf elektronische Systeme haben. Hochenergetische Teilchen aus dem Weltraum erzeugen in der Atmosphäre sekundäre Neutronen und weitere Teilchen, die empfindliche Elektronik stören können.
Diese Wechselwirkungen können Soft Errors oder transiente Ereignisse in Speicherbausteinen, Prozessoren und anderen Halbleiterkomponenten auslösen.
Eine häufig verwendete Zuverlässigkeitskennzahl ist die Failure-In-Time-Rate (FIT). Sie beschreibt die erwartete Anzahl von Ausfällen pro einer Milliarde Betriebsstunden. Analysen der kosmischen Strahlung auf Bodenniveau helfen abzuschätzen, wie häufig strahlungsinduzierte Ereignisse in realen Produkten auftreten können und fließen in RHA-Planung, Designvalidierung und langfristige Zuverlässigkeitsstrategien ein.
Elektronische Komponenten können je nach Strahlungsquelle, Energiespektrum und Expositionsdauer unterschiedliche Formen von Degradation oder Ausfall zeigen. In der Radiation Hardness Assurance werden daher drei grundlegende Kategorien von Strahlungseffekten betrachtet:
Diese drei Hauptmechanismen sind auch in internationalen RHA-Standards definiert.
Das Verständnis des jeweils relevanten Strahlungseffekts ist entscheidend, um eine geeignete Teststrategie und Qualifikationsmethodik festzulegen.
| Effekt | Charakter | Typische Symptome | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|
| TID | kumulativ | Parameterdrift, erhöhter Leckstrom, Threshold-Verschiebungen | Raumfahrt, Nukleartechnik, Medizintechnik |
| DD | kumulativ (nicht-ionisierend) | Verstärkungsverlust, erhöhter Dunkelstrom, verringerte optische Effizienz | Optoelektronik, Sensoren |
| SEE | Einzelereignis | Bit-Flips, Latch-up, Burnout, transiente Fehler | Raumfahrt, Avionik, hochzuverlässige Elektronik |
Die Gesamtionisierende Dosis (Total Ionizing Dose, TID) beschreibt die kumulative Schädigung elektronischer Bauteile durch langfristige Exposition gegenüber ionisierender Strahlung – insbesondere durch Gamma-Strahlung, Röntgenstrahlung und geladene Teilchen.
Die Strahlung erzeugt elektrische Ladungen in isolierenden Schichten von Halbleiterbauelementen (z. B. in Gate-Oxiden). Diese Ladungen können in Materialdefekten eingeschlossen werden und sogenannte Grenzflächenzustände erzeugen, wodurch sich elektrische Parameter verändern und die Leistungsfähigkeit des Bauteils schrittweise verschlechtert.
Typische durch TID verursachte Degradationseffekte
Wichtige Parameter
Besonders betroffene Bauteile
Die Bewertung von TID-Effekten ist entscheidend für Anwendungen in der Raumfahrt, Nukleartechnik, Medizintechnik sowie für langlebige industrielle Systeme, in denen Elektronik über lange Zeiträume Strahlung ausgesetzt ist.
Displacement Damage (DD) entsteht, wenn hochenergetische Teilchen – etwa Protonen oder Neutronen – Atome aus ihren Positionen im Kristallgitter eines Halbleiters verdrängen.
Im Gegensatz zu TID wirkt sich DD hauptsächlich auf die Kristallstruktur des Materials aus. Die Stärke dieser Effekte wird häufig mithilfe des Konzepts des Nicht-ionisierenden Energieverlusts (Non-Ionizing Energy Loss, NIEL) quantifiziert.
Typische durch DD verursachte Degradationen
Häufig betroffene Komponenten
DD-Tests sind besonders wichtig für protonenreiche Weltraumumgebungen, Beschleunigeranlagen sowie nukleare Anwendungen.
Single Event Effects (SEE) entstehen, wenn ein einzelnes hochenergetisches Ion oder ein sekundäres Teilchen elektrische Ladung in einer empfindlichen Region eines Halbleiterbauelements erzeugt.
Dies kann zu temporären Fehlfunktionen oder dauerhaften Schäden führen.
SEE-Klassifikation
Risiko- und Mitigationsstrategien
Schwerionen- vs. Laser-Tests
SEE-Tests sind besonders relevant für Raumfahrtelektronik, Avionik, Automotive-Sicherheitsanwendungen und hochzuverlässige digitale Systeme.
Strahlungseffekte beschränken sich nicht auf den Weltraum. Auch in Flughöhen der Luftfahrt und sogar auf Bodenniveau können sekundäre kosmische Strahlungsteilchen – insbesondere Neutronen – Fehler in modernen Halbleitertechnologien auslösen.
Typische Herausforderungen durch terrestrische Strahlung
Im Vergleich zur Raumfahrt sind die Strahlungsniveaus am Boden zwar niedriger, jedoch kontinuierlich vorhanden. Mit zunehmender Flughöhe sowie mit fortschreitender Miniaturisierung von Halbleiterstrukturen steigt das Risiko strahlungsinduzierter Fehler.
Analysen der Strahlungsumgebung am Boden helfen dabei,
Dieses Thema verbindet anwendungsspezifische Strahlungsumgebungen mit der Analyse von Single Event Effects und stellt sicher, dass RHA-Programme alle relevanten Strahlungseinflüsse berücksichtigen.
TID beschreibt eine kumulative Degradation über die Zeit, während SEE durch ein einzelnes hochenergetisches Teilchen verursacht wird.
Ja. Selbst auf Meereshöhe kann kosmische Strahlung Soft Errors in modernen Halbleitertechnologien verursachen.
Ja. Viele Anwendungen erfordern eine kombinierte Bewertung von TID, DD und SEE im Rahmen eines umfassenden RHA-Programms.
Radiation Hardness Assurance (RHA) – auf Deutsch häufig als Strahlungsfestigkeits-Absicherung oder Strahlungsqualifikation bezeichnet – ist ein strukturierter End-to-End-Prozess, der sicherstellt, dass elektronische Komponenten und Systeme zuverlässig in Strahlungsumgebungen funktionieren. Dazu zählen Anwendungen in Raumfahrtmissionen, Luftfahrt, Nukleartechnik, Medizintechnik und anderen Hochzuverlässigkeitsbereichen.
Eine erfolgreiche Qualifikation umfasst weit mehr als reine Tests. Sie kombiniert Strahlungsumgebungsanalysen, Risikoanalysen, technische Designentscheidungen und die Einhaltung internationaler Normen zu einer nachvollziehbaren und auditierbaren Qualifikationsstrategie.
RHA umfasst grundsätzlich alle Maßnahmen, die sicherstellen, dass elektronische Systeme auch nach Exposition gegenüber Strahlung weiterhin innerhalb ihrer Spezifikationen arbeiten.
Bei Seibersdorf Laboratories begleiten wir unsere Kunden über den gesamten RHA-Lebenszyklus hinweg.
Unsere RHA-Consulting-Services übersetzen Strahlungsanforderungen in konkrete technische Maßnahmen und Qualifikationsstrategien.
Die Unterstützung wird individuell an Projektphase, Branche und regulatorische Anforderungen angepasst.
Zentrale Beratungsleistungen
Festlegung der missions- oder anwendungsspezifischen Anforderungen:
Analyse der realistischen Strahlungsbedingungen, denen das System ausgesetzt sein wird.
Typische Aspekte:
Bewertung der geeigneten Technologien und Komponenten.
Beispiele:
Definition der erforderlichen Strahlungstests auf Basis der Missionsanforderungen.
Typische Testmethoden:
Die Testbedingungen werden in der Regel nach internationalen Standards definiert, z. B.:
Strahlungstests werden unter kontrollierten Laborbedingungen durchgeführt, typischerweise:
Auswertung der Testergebnisse und Bewertung der Strahlungsrobustheit.
Dabei werden unter anderem analysiert:
Abschließend erfolgt die formale Qualifikation des Systems oder Bauteils.
Typische Ergebnisse:
Dieser strukturierte Ansatz hilft,
Ionisierende Strahlung kann elektronische Systeme sowohl langfristig degradieren als auch plötzliche Ausfälle verursachen.
Ohne ein strukturiertes RHA-Programm werden diese Risiken oft erst nach der Inbetriebnahme sichtbar – zu einem Zeitpunkt, an dem Gegenmaßnahmen schwierig oder extrem kostspielig sind.
Beispiele für Risiken:
Ein strukturiertes RHA-Programm bietet daher:
Wenn Sie ein neues Projekt starten oder bestehende Hardware bewerten möchten, ist eine strukturierte RHA-Analyse der erste Schritt.
Unsere Projekte liefern klar strukturierte Dokumentationspakete, zum Beispiel:
Diese Dokumentation gewährleistet vollständige Nachvollziehbarkeit und Audit-Fähigkeit und unterstützt:
Die Komponentenqualifikation stellt sicher, dass einzelne Bauteile die erforderliche Strahlungsrobustheit besitzen, bevor sie in ein System integriert werden.
Eine strukturierte Qualifikationsstrategie umfasst typischerweise:
Screening
Qualifikation
Die Komponentenqualifikation ist eng verknüpft mit:
Während Bauteiltests entscheidend sind, können sich Systemrisiken auf Baugruppen- oder Systemebene deutlich unterscheiden.
Dies hängt beispielsweise ab von:
Die Systemqualifikation betrachtet daher unter anderem:
Ergänzend können eingesetzt werden:
Eine klare Rückverfolgbarkeit von Anforderungen über Tests bis zur Validierung stellt sicher, dass Systeme zuverlässig qualifiziert werden und regulatorische Anforderungen erfüllt sind.
Radiation Hardness Assurance und Strahlungsqualifikation werden typischerweise gemäß international anerkannten Normen durchgeführt.
Die Auswahl des richtigen Regelwerks hängt von Missionstyp, Branche und vertraglichen Anforderungen ab.
Wichtige Raumfahrtstandards
Diese Normen definieren Anforderungen für:
Strahlungstests unter ISO/IEC-17025-Akkreditierung gewährleisten:
Die frühzeitige Auswahl der passenden Standards verhindert teure Redesign-Schleifen und erleichtert eine reibungslose Qualifikation und Projektabnahme.
Seibersdorf Laboratories bietet ein vollständiges Portfolio an Dienstleistungen im Bereich Strahlungseffekte und Strahlungsqualifikation – von experimentellen Tests über Simulation und Strahlungsumgebungsanalyse bis hin zu technischer Beratung.
Strahlungseffekte sind keine abstrakten physikalischen Phänomene – sie führen zu ganz realen Risiken für technische Systeme. Dazu zählen Missionsverluste, sicherheitskritische Störungen, Verzögerungen bei Zertifizierungen, unerwartete Feldausfälle oder kostspielige Redesign-Schleifen in der Entwicklung.
Elektronische Komponenten reagieren empfindlich auf ionisierende Strahlung, da diese ihre elektrischen Eigenschaften verändern oder Fehlfunktionen auslösen kann. Deshalb sind strukturierte Maßnahmen der Radiation Hardness Assurance (RHA) erforderlich, um die Funktionsfähigkeit von Elektronik in Strahlungsumgebungen sicherzustellen.
Je nach Anwendung – Raumfahrt, Nukleartechnik, Medizintechnik, Luftfahrt, Halbleiterindustrie oder Automotive-Systeme – entstehen unterschiedliche technische, regulatorische und qualifikationsbezogene Anforderungen durch Strahlungseinflüsse.
Radiation Hardness Assurance sorgt dafür, dass diese Risiken frühzeitig erkannt, analysiert, getestet und dokumentiert werden, bevor Systeme in Betrieb gehen. Dadurch lassen sich Entwicklungsrisiken reduzieren und die langfristige Zuverlässigkeit kritischer Elektroniksysteme sicherstellen.
Seibersdorf Laboratories unterstützt Unternehmen und Organisationen bei branchenspezifischen Strahlungsqualifikationsprogrammen – von der Analyse der Strahlungsumgebung über Komponenten- und Systemtests bis hin zu normgerechter Dokumentation und formaler Qualifikation.
In institutionellen und agenturgeführten Raumfahrtmissionen ist die Strahlungsqualifikation von Elektronik keine optionale Designmaßnahme, sondern eine vertragliche und missionskritische Anforderung. Elektronik im Orbit ist je nach Missionsprofil unterschiedlichen Anteilen von Total Ionizing Dose (TID), Displacement Damage (DD / TNID) und Single Event Effects (SEE) ausgesetzt. Bereits ein einzelner strahlungsinduzierter Ausfall kann zu Funktionsverlust, Nutzlastschaden oder zum vollständigen Missionsausfall führen.
Für Satelliten, wissenschaftliche Nutzlasten, Avionik im Raumfahrzeug oder Subsysteme bedeutet das: Die Flight Hardware muss gegen die missionsspezifische Strahlungsumgebung verifiziert und in Einklang mit anerkannten Standards wie ECSS-Q-ST-60-15, ESCC-Strahlungstestmethoden und relevanten MIL-Standards dokumentiert werden.
Raumfahrtkunden müssen in jeder Projektphase – von der Bauteilauswahl über Design Reviews bis zur formalen Abnahme – technische Sicherheit, Nachvollziehbarkeit und Normkonformität nachweisen. Typische Anforderungen sind:
Die größte Herausforderung liegt oft nicht im einzelnen Test, sondern in der Verbindung aus Umgebungsdefinition, Bauteilbewertung, Testdurchführung, statistischer Bewertung und reviewtauglicher Dokumentation.
Seibersdorf Laboratories kombiniert technische Expertise, standardisierte Methoden und einen integrierten Qualifikationsprozess, um Raumfahrtprojekte effizient und belastbar zu unterstützen.
Wir definieren zunächst die missions- und orbitbezogene Strahlungsumgebung und bestimmen die zu erwartenden Spektren und Belastungen für TID, DD und SEE unter Berücksichtigung von Orbit, Missionsdauer, Abschirmung und Systemarchitektur. Darauf aufbauend führen wir lot-spezifische TID-, DD- und SEE-Tests durch – in eigenen Einrichtungen, wo möglich, sowie über unser europäisches Partnernetzwerk für spezialisierte Teilchenstrahlen.
Zur Bewertung der Strahlungsrobustheit wenden wir etablierte Verfahren an, darunter Worst-Case-Analysen, statistische Toleranzgrenzen und Radiation Design Margin Bewertungen. Ergänzt wird dies durch normgerechte Berichte mit Testplänen, Testmatrizen, Dosimetrie-Rückverfolgbarkeit und strukturierten Ergebnisdarstellungen für Audits und Reviews.
Eine strukturierte Radiation Hardness Assurance in der Raumfahrt liefert weit mehr als nur das Bestehen einzelner Bestrahlungstests.
Sie schafft:
Unser RHA-Prozess wird auf Ihr Missionsprofil zugeschnitten, stellt vollständige Rückverfolgbarkeit sicher und liefert qualifikationsreife Nachweise für Abnahmeentscheidungen – von der frühen Testplanung bis zum finalen Qualifikationsbericht.
Seibersdorf Laboratories ist Ihr Partner, wenn es darum geht, Raumfahrtelektronik belastbar, nachvollziehbar und normkonform gegen Strahlung zu qualifizieren.
NewSpace-Missionen sind von schnellen Entwicklungszyklen, begrenzten Budgets und einem hohen Innovationsdruck geprägt. Gleichzeitig kommen häufig Commercial-Off-The-Shelf-Komponenten (COTS) zum Einsatz, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und Kosten zu reduzieren. Das Problem: Viele dieser Bauteile verfügen über keine oder nur unvollständige Strahlungscharakterisierung für den Einsatz im Orbit.
Dadurch entstehen versteckte Risiken. Ein FPGA ohne SEE-Daten, ein ASIC ohne belastbare TID-Charakterisierung oder unklare Designmargen können sich direkt auf Missionsleistung, Systemstabilität, Investor Confidence und Time-to-Orbit auswirken.
Typische NewSpace-Programme stehen vor Fragen wie:
Die Herausforderung liegt darin, in kurzer Zeit technisch sinnvolle und wirtschaftlich vertretbare Entscheidungen zu treffen – ohne sich in überdimensionierten Testprogrammen zu verlieren.
Seibersdorf Laboratories verfolgt für NewSpace einen praxisorientierten, risikobasierten Upscreening-Ansatz. Ausgangspunkt ist eine missionsspezifische Strahlungsrisikoanalyse, bei der Orbit, erwartete Teilchenspektren, Systemexposition und Abschirmung bewertet werden.
Darauf aufbauend konzentrieren wir uns auf kritische Komponenten und charakterisieren diese gezielt in Bezug auf TID und SEE. Ergänzend analysieren wir Ausfallschwellen, Betriebsgrenzen und Design-Margins, um technische Prioritäten für Systemdesign und Mitigation ableiten zu können.
Wo sinnvoll, ergänzen wir diese Analysen durch Board- und System-Level-Strahlungstests sowie SEE-Laser-Screening, um empfindliche Bereiche in Schaltungen schnell zu identifizieren und frühe Designvalidierung zu ermöglichen.
Unsere Berichte sind bewusst so aufgebaut, dass sie Engineering-Teams, Projektleitung, Investoren und Review-Gremien gleichermaßen nutzen können: prägnant, evidenzbasiert und entscheidungsorientiert.
Ein strukturiertes, risikobasiertes Upscreening ermöglicht NewSpace-Projekten:
Seibersdorf Laboratories unterstützt NewSpace-Teams dabei, Unsicherheiten in fundierte technische Entscheidungen zu überführen.
Mit missionsspezifischer Risikoanalyse, fokussierten Testprogrammen, schneller Auswertung und ergänzenden Verfahren wie SEE-Laser-Screening helfen wir Ihnen, zuverlässige COTS-to-Space-Strategien mit technischer Robustheit und wirtschaftlicher Effizienz zu realisieren.
Auch innerhalb der Erdatmosphäre sind elektronische Systeme in relevanten Höhen deutlich höheren Strahlungsniveaus als am Boden ausgesetzt. In typischen Reiseflughöhen moderner Verkehrsflugzeuge nimmt die Schutzwirkung der Atmosphäre ab, und sekundäre kosmische Strahlung – vor allem Neutronen, Protonen, Myonen und weitere Sekundärteilchen – erreicht Avioniksysteme in relevantem Ausmaß.
Mit zunehmender Miniaturisierung moderner Halbleitertechnologien steigt die Empfindlichkeit gegenüber Soft Errors und Single Event Effects. Klassische Zuverlässigkeitsmodelle, die diesen Einfluss nicht berücksichtigen, können das tatsächliche Risiko moderner Avioniksysteme unterschätzen.
Für Luftfahrt- und Avioniksysteme stellen sich insbesondere folgende Anforderungen:
Die Herausforderung liegt darin, Strahlungseinflüsse systematisch in Functional Safety, Fehlertoleranzdesign und Zuverlässigkeitsnachweise zu integrieren.
Seibersdorf Laboratories bietet spezialisierte Analysen und Testdienstleistungen für die Luftfahrt. Wir untersuchen die höhenabhängige Strahlungsumgebung und bewerten, wie sich Teilchenfluss, Energieverteilungen und Dosis mit Flughöhe, Route und atmosphärischen Bedingungen verändern.
Zusätzlich bestimmen wir SER- und FIT-Kennwerte für Bauteile und Systeme und liefern damit quantitative Grundlagen für Architekturentscheidungen, Redundanzkonzepte und Fehlermanagement.
Ergänzend charakterisieren wir die SEE-Empfindlichkeit elektronischer Bauteile mithilfe von Simulationen, Laboranalysen und Tests in spezialisierten Strahlungsanlagen – unter Bedingungen, die der realen Strahlungsumgebung in Flughöhen entsprechen.
Strahlungsanalysen für Avionik liefern konkrete Vorteile:
Seibersdorf Laboratories verbindet Strahlungsphysik, Systemverständnis der Luftfahrttechnik und maßgeschneiderte Analysen.
Wir unterstützen Ihr Team dabei, robuste und zuverlässige Avioniksysteme für reale Betriebsbedingungen in großen Flughöhen zu entwickeln, zu bewerten und abzusichern.
Elektronische Systeme in Nuklearanlagen, Forschungsreaktoren und Teilchenbeschleunigerumgebungen sind einigen der anspruchsvollsten Strahlungsbedingungen außerhalb des Weltraums ausgesetzt. Charakteristisch sind dauerhaft hohe Strahlungsniveaus und komplexe Mixed-Field-Umgebungen mit Gamma-Strahlung, Neutronen, Protonen und sekundären Teilchen.
Diese Umgebungen können Materialien und Elektronik über lange Zeiträume degradieren. Selbst kleine Veränderungen elektrischer Eigenschaften können in sicherheitsrelevanten Anwendungen erhebliche Auswirkungen auf Steuerung, Messung, Regelkreise und Anlagenverfügbarkeit haben.
Typische Anforderungen in Nuklear- und Beschleunigeranwendungen umfassen:
Die Herausforderung liegt darin, nicht nur unmittelbare Strahlungseffekte zu prüfen, sondern die gesamte Lebensdauerperformance der Elektronik belastbar vorherzusagen.
Seibersdorf Laboratories unterstützt Betreiber, Systementwickler und Forschungseinrichtungen mit strukturierten Programmen zur Strahlungsqualifikation und Zuverlässigkeitsbewertung.
Wir charakterisieren die spezifische Strahlungsumgebung Ihrer Anlage – inklusive Gamma-Fluss, Neutronenspektren und Mischfeldern – und leiten daraus realistische Testbedingungen und Simulationsmodelle ab. Zusätzlich berechnen wir Lebensdosen auf Basis von Betriebsprofil und geplanter Einsatzdauer.
Zur technischen Absicherung führen wir TID-Tests sowie Neutronen- und Protonenbestrahlungen für DD-Analysen durch. Echtzeit-Monitoring während der Bestrahlung liefert zusätzliche Erkenntnisse zu funktionalem Verhalten und Parameterdrift. Abgerundet wird dies durch strukturierte Dokumentation für Audits, Sicherheitsnachweise und regulatorische Prozesse.
Eine belastbare Strahlungsvalidierung schafft für Betreiber und Entwickler:
Seibersdorf Laboratories kombiniert fundierte Strahlungsphysik, moderne Testmethoden und industriegeeignete Dokumentation.
Ob Reaktorelektronik, Messsysteme in neutronenreichen Umgebungen oder Mixed-Field-Analysen in Beschleunigeranlagen – wir unterstützen Sie dabei, langfristige Zuverlässigkeit und regulatorische Sicherheit mit belastbaren Daten nachzuweisen.
Bildgebungs- und Strahlentherapiesysteme arbeiten in kontrollierten ionisierenden Strahlungsfeldern, die für Diagnose und Behandlung unverzichtbar sind, zugleich aber eine Herausforderung für die Elektronik darstellen. Geräte wie PET-Scanner, PET/CT-Systeme, CT-Bildgebung oder Steuer- und Dosimetrieeinheiten in der Strahlentherapie sind während des klinischen Betriebs wiederholt Strahlung ausgesetzt.
Schon kleine Veränderungen elektronischer Parameter können Bildqualität, Therapiegenauigkeit und Patientensicherheit beeinflussen. Strahlungsvalidierung ist deshalb nicht nur eine Frage regulatorischer Konformität, sondern auch der klinischen Performance und Langzeitstabilität.
Typische Anforderungen in der Medizintechnik und Nuklearmedizin sind:
Typische Anwendungen sind PET- und PET/CT-Detektorelektronik, CT-Scanner-Steuerungen, Bildsensoren, Datenerfassungssysteme sowie Steuer- und Überwachungselektronik in der Strahlentherapie.
Seibersdorf Laboratories unterstützt Hersteller medizinischer Geräte und Entwickler von Healthcare-Technologien mit maßgeschneiderten Strahlungsvalidierungs- und Qualifikationsservices.
Wir analysieren die Strahlungsexposition in diagnostischen und therapeutischen Anwendungen, führen TID-Tests und Parameterüberwachung durch und charakterisieren die Funktion Ihrer Baugruppen vor, während und nach kontrollierter Bestrahlung. Ergänzt wird dies durch strukturierte Berichte und Datenpakete zur Unterstützung von Qualitätssicherung, Zulassung und regulatorischer Bewertung.
Eine belastbare Strahlungsvalidierung hilft Ihnen dabei:
Seibersdorf Laboratories verbindet Strahlungsphysik mit Erfahrung in der Qualifikation anspruchsvoller Elektroniksysteme.
Wir unterstützen Sie dabei, medizinische Bildgebungs- und Therapiesysteme über ihren gesamten Lebenszyklus zuverlässig, stabil und regulatorisch belastbar zu machen.
Mit sinkenden Strukturgrößen und geringerer kritischer Ladung werden moderne Halbleiterbauelemente zunehmend empfindlich gegenüber strahlungsinduzierten Effekten. Auch außerhalb extremer Umgebungen können sekundäre Teilchen aus terrestrischer kosmischer Strahlung Soft Errors in modernen Chips auslösen.
Für Halbleiterhersteller werden SEE, SEU, SET und andere transiente Effekte damit zu einem wichtigen Thema in der Produktcharakterisierung, Marktkommunikation und Zuverlässigkeitsbewertung.
Typische Anforderungen in der Halbleiterentwicklung sind:
Seibersdorf Laboratories unterstützt Halbleiterhersteller mit gezielten Verfahren zur SEE-Charakterisierung, Laser-basierten Fehlerlokalisierung, Radiation Benchmarking und Bewertung von Strahlungsrobustheit.
Wir kombinieren experimentelle Daten, SEE-Laser-Analysen, Heavy-Ion-Tests und simulationsgestützte Bewertung, um Schwachstellen sichtbar und Produkte vergleichbar zu machen.
Diese Daten helfen Ihnen dabei:
Seibersdorf Laboratories unterstützt Halbleiterunternehmen dabei, Strahlungsempfindlichkeit moderner Technologien frühzeitig und belastbar zu quantifizieren – für Produktentwicklung, Kundenqualifikation und technische Differenzierung im Markt.
Industrieanlagen, Rechenzentren, Energieinfrastruktur und Edge-Systeme sind auf Elektronik angewiesen, die über viele Jahre oder Jahrzehnte hinweg zuverlässig funktioniert. Auch am Boden können jedoch strahlungsinduzierte Soft Errors auftreten – verursacht durch sekundäre Teilchen aus kosmischer Strahlung.
Gerade in hochverfügbaren Systemen können selbst seltene Ereignisse erhebliche Auswirkungen haben: von Systemresets über falsche Entscheidungen bis hin zu Prozessunterbrechungen oder Datenfehlern.
Typische Fragestellungen in Industrie- und Dateninfrastruktur-Anwendungen sind:
Besonders relevant ist dies für Anwendungen wie Netzsteuerungen, industrielle Automatisierung, Rechenzentren und Edge-Computing-Infrastruktur.
Seibersdorf Laboratories liefert SER- und FIT-Analysen, simulationsgestützte Bewertungen und gezielte Tests, mit denen sich strahlungsbedingte Risiken in langzeitbetriebenen Elektroniksystemen quantitativ erfassen lassen.
Auf dieser Basis unterstützen wir Sie bei Architekturentscheidungen, Zuverlässigkeitsprognosen und Nachweisen für hochverfügbare Systeme.
Sie erhalten:
bessere Argumente für Langzeitbetrieb und Verfügbarkeit.
Seibersdorf Laboratories hilft Ihnen dabei, terrestrische Strahlungsrisiken für Industrieelektronik und Dateninfrastruktur messbar, verständlich und technisch beherrschbar zu machen.
Moderne Fahrzeuge integrieren immer mehr leistungsfähige Halbleiter und sicherheitskritische Elektronik – von ADAS-Steuergeräten und Sensorfusion bis zu Leistungselektronik und zonalen Fahrzeugarchitekturen. Auch auf Bodenhöhe können dabei sekundäre Teilchen aus kosmischer Strahlung, insbesondere Neutronen, Soft Errors in Mikroelektronik auslösen.
Mit zunehmender Automatisierung und höheren Anforderungen an Functional Safety wird die Bewertung solcher transienten Fehler für Automotive-Systeme immer wichtiger.
Typische Anforderungen in Automotive- und autonomen Systemen sind:
Seibersdorf Laboratories unterstützt Automotive-Entwickler mit SER- und FIT-Analysen, SEE- und Soft-Error-Charakterisierung, simulationsgestützten Bewertungen und gezielten Tests.
Dabei betrachten wir sowohl Bauteile als auch anwendungsspezifische Systemkontexte – etwa Sensorik, Steuergeräte, Leistungselektronik oder Batteriemanagement.
Eine strukturierte Strahlungsanalyse im Automotive-Bereich ermöglicht:
Seibersdorf Laboratories hilft Ihnen dabei, Soft Errors und strahlungsinduzierte Risiken in modernen Fahrzeugsystemen frühzeitig zu erkennen, quantitativ zu bewerten und technisch beherrschbar zu machen – für robuste Automotive-Elektronik und belastbare Sicherheitskonzepte.
Präzise Infrastruktur für zuverlässige Strahlungstests
Radiation Hardness Assurance (RHA) basiert entscheidend auf hochwertiger, rückverfolgbarer Testinfrastruktur. Nur durch kontrollierte, präzise vermessene und zertifizierte Strahlungsumgebungen lässt sich zuverlässig nachweisen, dass elektronische Komponenten und Systeme unter realen Einsatzbedingungen funktionieren — etwa in der Raumfahrt, Kerntechnik, Medizintechnik, Luftfahrt oder industriellen Anwendungen.
Das TEC Laboratory arbeitet unter EN ISO/IEC 17025 Akkreditierung, dem internationalen Referenzstandard für Prüf- und Kalibrierlaboratorien.
Dadurch wird sichergestellt:
Diese Akkreditierung stärkt das Vertrauen in Testergebnisse und unterstützt Qualifikationsentscheidungen von Kunden, Zertifizierungsstellen und Raumfahrtagenturen.
Darüber hinaus verfügt Seibersdorf Laboratories über weitere relevante Zertifizierungen, darunter:
Diese gewährleisten zusätzliche Prozesssicherheit und Schutz sensibler Testdaten.
Im Zentrum des TEC Laboratory steht eine hochaktive Cobalt-60 (Co-60) Gamma-Bestrahlungsquelle mit flexibel einstellbarer Dosisrate:
30 rad(Si)/h bis 5 krad(Si)/h
(0,3 Gy/h – 50 Gy/h)
Diese Dosisraten decken sowohl Low-Dose-Rate-Profile gemäß ESA-Anforderungen als auch das Standardfenster der ESCC Basic Specification No. 22900 ab.
Damit lassen sich unter anderem durchführen:
Eine großzügig dimensionierte und gut charakterisierte Bestrahlungskammer
(9,1 m × 4,4 m × 4 m) ermöglicht:
Feldhomogenität, Abschirmung und Quellbewegung werden durch automatisierte Systeme gesteuert. Dadurch wird eine hohe Reproduzierbarkeit und Wiederholbarkeit gewährleistet – entscheidend für qualifikationsrelevante Testberichte und Normkonformität.
Direkt an die Bestrahlungsanlage angeschlossen befindet sich ein multifunktionales Elektroniklabor mit umfangreicher Messtechnik, darunter:
Diese Infrastruktur ermöglicht:
Die Integration von Bestrahlung und Elektronikmessung ist entscheidend, um dosisabhängige Degradationseffekte präzise zu erfassen und das elektrische Verhalten von analogen und digitalen Schaltungen unter Strahlungseinfluss zu validieren.
Die Testverfahren im TEC Laboratory orientieren sich an den wichtigsten internationalen Normen im Bereich Radiation Hardness Assurance:
Diese Normenkonformität stellt sicher, dass Testergebnisse kompatibel sind mit:
Das TEC Laboratory bietet 24/7-Testbetrieb für:
Diese kontinuierliche Betriebsfähigkeit ermöglicht es, ambitionierte Qualifikationsprogramme und enge Projektzeitpläne einzuhalten – ohne Kompromisse bei Datenqualität und Rückverfolgbarkeit.
Zur weiteren Ausstattung der Anlage gehören:
Diese Werkzeuge ermöglichen eine detaillierte Validierung von Dosisfeldern, kontrollierte Testbedingungen und ergänzende Simulationen zur Interpretation der Messergebnisse.
Neben industriellen Testkampagnen fungiert das TEC Laboratory auch als Forschungs- und Innovationsplattform.
Aktivitäten umfassen:
Diese kontinuierliche Weiterentwicklung stellt sicher, dass Testmethoden und Ergebnisse stets dem aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik entsprechen.
Die Infrastruktur des TEC Laboratory wurde bereits in internationalen Programmen eingesetzt. Ein Beispiel ist das ESA-Projekt CORHA, in dem kommerzielle Operationsverstärker (COTS) auf ihre Strahlungsresistenz für Raumfahrtanwendungen getestet wurden.
Die erweiterten Kapazitäten des TEC Laboratory machen es zur idealen Wahl, wenn Ihr Projekt erfordert:
Mit dem TEC Laboratory Seibersdorf erhalten Sie Strahlungstests auf Basis modernster Infrastruktur, umfassender technischer Expertise, internationaler Normkonformität und detaillierter Dokumentation – bereit für Reviews, Zertifizierung und Missionsfreigaben.
SEE-Lasertests nutzen gepulste Hochenergielasersysteme, um lokal begrenzte Ladungsträger in Halbleitermaterialien zu erzeugen. Diese simulieren Ionisationsereignisse ähnlich denen, die durch energiereiche Teilchen in Weltraum-, Luftfahrt- oder terrestrischen Strahlungsumgebungen verursacht werden.
Der typische Laborablauf umfasst folgende Schritte:
Bauteilvorbereitung
Die Testobjekte werden für die Analyse vorbereitet. Dazu gehört beispielsweise der Zugang zu aktiven Chipregionen, etwa durch:
ähnlich den Vorbereitungsschritten bei Heavy-Ion-Tests.
Messung der Reaktion
Die elektrische Reaktion des DUT wird in Echtzeit gemessen und analysiert, um die Empfindlichkeit gegenüber SEE-Mechanismen wie:
zu bestimmen.
Dieses Verfahren ermöglicht eine gezielte und reproduzierbare Bewertung der Strahlungsempfindlichkeit einzelner Schaltungsbereiche oder Funktionsblöcke.
Die SEE-Lasertests bei Seibersdorf Laboratories bieten deutlich mehr als klassische Beschleunigertests.
Technische Fähigkeiten
SEE-Lasertests bieten mehrere entscheidende Vorteile für Entwicklungs- und Qualifikationsprogramme:
SEE-Lasertests unterstützen zahlreiche Entwicklungs- und Qualifikationsaufgaben:
SEE-Lasertests ersetzen Heavy-Ion- oder Protonentests nicht, die weiterhin der Goldstandard für formale Qualifikation sind.
Sie bieten jedoch wichtige ergänzende Vorteile:
Diese Kombination ermöglicht:
Obwohl Laser-SEE-Tests nicht in allen Bereichen als eigenständige Qualifikationsmethode standardisiert sind, werden sie in der RHA-Community breit als wichtige Screening- und Analysewerkzeuge anerkannt.
Relevante Normen im SEE-Kontext sind beispielsweise:
Laserbasierte Ergebnisse liefern wertvolle Daten für formale Qualifikationsprogramme und Mitigationsstrategien.
Seibersdorf Laboratories bietet maßgeschneiderte SEE-Lasertestprogramme, angepasst an Ihre spezifischen Anforderungen – egal ob Sie Speicher, Logikschaltungen, Leistungsbauelemente oder komplexe Mixed-Signal-Systeme analysieren möchten.
Unsere Leistungen umfassen:
Im SEE-Lasertestlabor können strahlungsinduzierte Effekte untersucht werden, ohne auf einen Teilchenbeschleuniger angewiesen zu sein.
Durch das Abscannen eines abstimmbaren Lasers über den Chip eines DUT lassen sich empfindliche Bereiche lokalisieren und transiente Signalformen in Echtzeit messen.
Beispielsweise können SET-Signaturen in kommerziellen Operationsverstärkern beobachtet werden. Position und Signalverlauf liefern wertvolle Informationen für:
SEE-Lasertests sind ein leistungsfähiges und kosteneffizientes Werkzeug der Radiation Hardness Assurance, um die Empfindlichkeit elektronischer Bauteile gegenüber ionisationsbedingten Effekten zu verstehen.
Bei Seibersdorf Laboratories kombinieren wir:
um eine umfassende SEE-Charakterisierung zu ermöglichen, die:
Kontaktieren Sie uns, um zu erfahren, wie unsere SEE-Lasertestkapazitäten Ihre Radiation-Assurance-Strategie unterstützen können.
Das SEE Laser Testing Laboratory Seibersdorf ermöglicht die Durchführung von Single Event Effect (SEE)-Tests an elektronischen Bauteilen mithilfe einer gepulsten Laserquelle, ohne dass dafür eine Schwerionenbeschleunigeranlage erforderlich ist.
SEE-Lasertests ermöglichen die Lokalisierung strahlungsempfindlicher Bereiche auf dem Chip. Das Beispiel zeigt Single Event Transients (SET) in einem kommerziellen Operationsverstärker (LTC6240). Sowohl die Position als auch die Signalform der Transienten werden in Echtzeit überwacht. Die abstimmbare Laserquelle ermöglicht die Simulation unterschiedlicher LET-Werte (Linear Energy Transfer) am Device Under Test (DUT).
Bestimmte Strahlungseffekte – insbesondere Displacement Damage (DD) und Single Event Effects (SEE) – erfordern spezialisierte Teilchenstrahlen, die nur an geeigneten Beschleunigeranlagen verfügbar sind.
Über unser Partnernetzwerk ermöglichen wir Ihnen Zugang zu:
Diese externen Ressourcen erweitern die Möglichkeiten Ihrer RHA- und Qualifikationsprogramme, während alle Tests weiterhin unter einer einheitlichen Qualitäts- und Koordinationsstruktur durchgeführt werden.
Durch strategische Partnerschaften mit führenden Teilchenbeschleunigeranlagen fungiert Seibersdorf Laboratories als zentraler Partner für Ihre gesamte Strahlungstestkampagne.
Unser Ansatz bietet Ihnen eine nahtlose Integration von:
Dabei übernehmen wir:
Dadurch bleiben Qualität, Dokumentation und Verantwortlichkeiten über den gesamten Testprozess hinweg konsistent.
Langjährige Kooperationen mit unseren Partneranlagen ermöglichen unseren Kunden priorisierten Zugang zu verfügbaren Strahlzeiten.
Das bedeutet für Ihr Projekt:
Ob Heavy-Ion-Tests für hochenergetische SEE-Ereignisse oder Protonen- und Neutronenbestrahlung für Displacement Damage – wir sorgen für eine effiziente Integration in Ihr RHA-Programm.
Seibersdorf Laboratories übernimmt die vollständige technische Koordination Ihrer Kampagne über mehrere Einrichtungen hinweg.
Testdefinition und Planung
Wir definieren:
im Einklang mit Ihrer Missionsumgebung und relevanten Normen wie ECSS, ESCC oder MIL-STD.
Optimierung der Strahlparameter
Wir wählen geeignete:
um reale Strahlungsumgebungen Ihrer Anwendung möglichst exakt abzubilden.
Technische Betreuung vor Ort
Bei Bedarf unterstützen unsere Ingenieure die Testdurchführung direkt an Partneranlagen, einschließlich:
Konsolidierte Datenauswertung
Ergebnisse aus internen und externen Tests werden gemeinsam analysiert und anhand konsistenter Methoden bewertet.
Einheitliche Berichterstattung
Die gesamte Kampagne wird in einem zusammenhängenden, rückverfolgbaren Testbericht dokumentiert, der für:
verwendet werden kann.
Seibersdorf Laboratories stellt sicher, dass alle Bestrahlungstests – unabhängig vom Standort – relevanten internationalen Normen entsprechen.
Dazu gehören unter anderem:
Durch die Integration dieser Normen stellen wir sicher, dass Ihre Testergebnisse:
sind und den Anforderungen von Raumfahrtagenturen, Industriekunden und Zertifizierungsstellen entsprechen.
Die Zusammenarbeit mit Seibersdorf Laboratories für strahlungsbasierte Qualifikationsprogramme bietet Ihnen:
Dieses Modell reduziert organisatorische Komplexität, beschleunigt Entwicklungsprogramme und minimiert Projektrisiken.
Unser Netzwerk unterstützt beispielsweise:
In Kombination mit unseren eigenen Einrichtungen – wie dem TEC Laboratory und dem SEE Laser Testing Laboratory – entsteht ein umfassendes, normenkonformes Radiation-Assurance-Ökosystem, das den gesamten Qualifikations- und Risikobewertungsprozess Ihres Produkts unterstützt.
SATDOS Referenzdosimetrie-Plattform für Nanosatelliten, die zur Überwachung und Bewertung der Auswirkungen der Weltraumstrahlung auf die elektronischen Systeme von Raumfahrzeugen entwickelt wurde. Das Bild zeigt SATDOS für PRETTY - eine spezielle Version, auf die ESA PRETTY-Mission zugeschnitten. SATDOS für PRETTY wurde erfolgreich im Orbit betrieben und sammelte wertvolle Strahlungsdaten, die die Beurteilung der Strahlungseffekte auf Kleinsatelliten ermöglichten.
Total Ionizing Dose (TID) im Orbit
SATDOS erfasst kontinuierlich die akkumulierte ionisierende Strahlungsdosis, die ein Satellit im Verlauf einer Mission aufnimmt.
Diese Messgröße ist entscheidend für:
Die Messung der tatsächlichen TID im Orbit ermöglicht es, Designmargen und Abschirmstrategien realistisch zu bewerten.
SATDOS misst kontinuierlich die Strahlungsdosisrate entlang der Umlaufbahn.
Dadurch wird sichtbar, wie sich die Strahlenbelastung verändert in Abhängigkeit von:
Besonders relevante Regionen sind beispielsweise:
Diese Echtzeitinformationen ermöglichen proaktive operative Maßnahmen zum Schutz von Satellitenelektronik.
SATDOS erfasst auch Single Event Effects, beispielsweise Single Event Upsets (SEU).
Hierzu werden strahlungsempfindliche SRAM-Detektoren eingesetzt, die Ereignisse unterschiedlicher Teilchenenergien unterscheiden können.
Die im Orbit gemessenen SEE-Raten:
SATDOS liefert einzigartige Einblicke, die für Satellitenentwickler, Betreiber und Qualifikationsteams besonders wertvoll sind.
Echtzeit-Überwachung der Strahlungsumgebung
SATDOS kann als Echtzeit-Strahlungsmonitor im Orbit eingesetzt werden.
Dadurch können Betreiber frühzeitig auf erhöhte Strahlungsbelastungen reagieren, beispielsweise während:
Durch kontinuierliche Messung der akkumulierten Dosis unterstützt SATDOS:
Diese Daten helfen Betreibern, Wartungs- und Ersatzstrategien besser zu planen.
SATDOS ermöglicht In-Orbit-Tests elektronischer Komponenten unter realen Weltraumbedingungen.
Die gewonnenen Daten:
Messungen von TID und SEE-Raten im Orbit ermöglichen die Validierung und Verbesserung von:
Dadurch werden Strahlungsvorhersagen und Testpläne deutlich präziser.
Die durch SATDOS gewonnenen Daten können genutzt werden für:
SATDOS hat seine Leistungsfähigkeit bereits im Orbit demonstriert, unter anderem auf der ESA-Mission PRETTY CubeSat.
Als Referenz-Dosimeter lieferte SATDOS präzise Messungen der Strahlungsumgebung sowie SEE-Aktivitäten und unterstützte damit die Analyse von:
Diese Flugerfahrung bestätigt die operationelle Leistungsfähigkeit der Hardware im Weltraum und unterstreicht den Wert der Plattform für zukünftige Missionen.
SATDOS kann in verschiedensten Missionskonzepten eingesetzt werden, beispielsweise für:
SATDOS wurde speziell für eine einfache Integration in CubeSat- und Nanosatellitenplattformen entwickelt.
Die Plattform bietet:
Dadurch eignet sich SATDOS auch für Missionen mit strengen Anforderungen an Masse, Energieverbrauch und Ressourcen.
Interne Abschirmkonzepte und mehrere Sensortypen ermöglichen zudem eine Differenzierung der Teilchenbeiträge zur Gesamtdosis.
Messdaten werden autonom gespeichert und später zur Bodenstation übertragen, wo eine detaillierte Analyse erfolgen kann.
Durch reale Strahlungsmessungen im Orbit schließt SATDOS die Lücke zwischen:
Dadurch verbessern sich:
Der Einsatz von SATDOS ermöglicht:
Kontaktieren Sie uns, um zu erfahren, wie SATDOS in Ihr Satelliten- oder Konstellationsprojekt integriert werden kann und wie Sie von präzisen Daten zur Strahlungsumgebung im Orbit, zur Elektronikzuverlässigkeit und zur Missionssicherheit profitieren können.
Seibersdorf Laboratories engagiert sich aktiv in europäischen und internationalen Initiativen im Bereich Radiation Hardness Assurance (RHA). Als verlässlicher Partner in ESA-Projekten und internationalen Forschungskooperationen unterstützen wir die Entwicklung harmonisierter Testmethoden, Strategien zur Zuverlässigkeitsbewertung von Commercial Off-The-Shelf (COTS) Komponenten sowie die Weiterentwicklung von Qualifikations- und Teststandards für strahlungsresistente Elektronik.
Neben der Projektarbeit beteiligt sich Seibersdorf Laboratories aktiv an internationalen Konferenzen, Expertengremien und technischen Arbeitsgruppen. Dadurch stärken wir unsere Rolle innerhalb der globalen Radiation Effects- und Space Electronics Community und tragen zur Weiterentwicklung von Standards und Best Practices in der Strahlungshärtung elektronischer Systeme bei.
Aufbauend auf dem Erfolg seines Vorgängers CORHA ist das CORHA-2-Projekt eine von der ESA finanzierte Initiative unter der Leitung von Seibersdorf Laboratories, durchgeführt in Partnerschaft mit der Universität Padua. CORHA-1 legte zunächst den Grundstein, indem es kommerzielle elektronische Komponenten (sogenannte commercial off-the-shelf, oder kurz: „COTS“) auf ihre Strahlungsfestigkeit testete und moderne und innovative Ansätze für die Strahlungsfestigkeit (Radiation Hardness Assurance, RHA) definierte und etablierte, um den kostengünstigen und zuverlässigen Einsatz kommerzieller Technologie in europäischen Weltraummissionen zu ermöglichen [1][2][3][4].
CORHA-2, das offiziell am 31. Oktober 2024 gestartet wurde, erweitert diese Vision über drei Jahre und verschiebt die Grenzen der Zuverlässigkeit von COTS-Komponenten durch fortschrittliche Strahlungstests, zugängliche Datenbanken, und die Untersuchung des Einsatzes von KI-Modellen für die Analyse von Trends und die Vorhersage von Ergebnissen.
Die folgenden Bauteile wurden für TID- und SEE-Tests im CORHA-2-Projekt aus über 100 Einreichungen der europäischen Raumfahrtindustrie während der ersten Phase des Projekts ausgewählt:
Für weitere Informationen zu CORHA-2, einschließlich potenzieller Kooperationen, Datenzugriff oder Testanfragen, senden Sie uns bitte eine E-Mail an corha(at)s-l.at .
Für Projektnachrichten und Updates folgen Sie uns auf LinkedIn: CORHA-2 Project News auf LinkedIn
CORHA-2 setzt neue Maßstäbe für Zuverlässigkeit, Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit in der Weltraumtechnologie. Gestalten Sie mit uns die Zukunft von COTS in der Weltraumforschung!
[2] C. Tscherne et al., "Testing of COTS Operational Amplifier in the Framework of the ESA CORHA Study," 2020 20th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS), Toulouse, France, 2020, pp. 1-7, doi: 10.1109/RADECS50773.2020.9857692.
[3] M. Wind et al., "Testing of COTS Multiplexer in the Framework of the ESA CORHA Study," 2021 21th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS), Vienna, Austria, 2021, pp. 1-7, doi: 10.1109/RADECS53308.2021.9954531.
[4] M. Wind et al., "SEE Testing of COTS Microcontroller and Operational Amplifier in the Framework of the ESA CORHA Study," 2022 22nd European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS), Venice, Italy, 2022, pp. 1-8, doi: 10.1109/RADECS55911.2022.10412391.
RADHARD Symposium
Das RADHARD Symposium ist ein internationales Fachforum zum Thema Strahlungseffekte in elektronischen Komponenten und Radiation Hardness Assurance (RHA) und wird von Seibersdorf Laboratories organisiert.
Mit dem Ziel, die Zusammenarbeit zwischen Forschungseinrichtungen, Industrie und Raumfahrtagenturen zu stärken, bietet RADHARD eine Plattform für den Austausch aktueller wissenschaftlicher und technischer Erkenntnisse.
Das Symposium umfasst unter anderem:
Die Tagungsbände und Programmbeiträge des RADHARD Symposiums zeigen die aktive Rolle von Seibersdorf Laboratories bei der Weiterentwicklung von Forschung, Testmethoden und Qualifikationsstrategien im Bereich der Strahlungseffekte in der Elektronik.
Weitere Informationen, Programme und Proceedings finden Sie auf der RADHARD-Website: www.radhard.eu
Seibersdorf Laboratories ist eng mit der internationalen Radiation-Effects- und Dosimetrie-Community vernetzt. Unsere Expertinnen und Experten veröffentlichen und präsentieren regelmäßig wissenschaftliche Arbeiten zu Themen wie:
Viele unserer technischen Beiträge sind über anerkannte wissenschaftliche Plattformen verfügbar, darunter IEEE Xplore sowie die Proceedings internationaler Fachkonferenzen.
Durch die kontinuierliche Veröffentlichung von Testergebnissen, Validierungsstudien und methodischen Weiterentwicklungen stellen wir sicher, dass unsere Arbeit:
Eine Auswahl unserer Veröffentlichungen finden Sie auf IEEE Xplore:
Radiation Hardness Assurance ist ein umfassender Engineering-Prozess, der sicherstellt, dass elektronische Komponenten und Systeme auch unter ionisierender Strahlung zuverlässig funktionieren. Dazu gehören unter anderem die Definition der Strahlungsumgebung, Strahlungstests (TID, DD, SEE), Analyse, Mitigationsstrategien sowie normkonforme Qualifikation.
RHA hilft, Missionsausfälle, Funktionsfehler und sicherheitskritische Ereignisse zu vermeiden. Durch die Analyse der Strahlungseinflüsse auf Elektronik können Risiken quantifiziert, geeignete Schutzmaßnahmen entwickelt und belastbare Qualifikationsdaten erstellt werden.
RHA konzentriert sich vor allem auf drei zentrale Strahlungseffekte:
TID beschreibt die kumulative ionisierende Strahlungsdosis, die sich im Laufe der Zeit in Halbleitermaterialien ablagert. Diese kann elektrische Parameter verändern und die Leistungsfähigkeit elektronischer Bauteile beeinträchtigen.
TID-Tests sind besonders wichtig für Systeme mit langer Betriebsdauer oder hoher erwarteter Strahlungsbelastung, beispielsweise in:
Displacement Damage entsteht, wenn energiereiche Teilchen – etwa Protonen oder Neutronen – Atome aus ihrer Position im Kristallgitter eines Halbleiters verdrängen. Dies kann Parameter wie Verstärkung, Dunkelstrom oder Detektoreffizienz verändern.
SEE sind plötzliche Fehlereignisse, die durch den Einschlag einzelner energiereicher Teilchen verursacht werden. Dazu gehören beispielsweise:
SEE-Tests liefern Daten darüber, wie häufig und bei welchen Energieleveln strahlungsinduzierte Fehler auftreten können. Diese Daten werden für:
verwendet.
Ja. Auch auf der Erde kann sekundäre kosmische Strahlung (insbesondere Neutronen) Soft Errors in modernen Halbleitertechnologien verursachen. Daher ist RHA auch relevant für:
Die FIT-Rate ist eine Zuverlässigkeitskennzahl, die angibt, wie viele Ausfälle pro eine Milliarde Betriebsstunden erwartet werden können.
Die Strahlungsumgebung wird anhand von Faktoren wie Orbit, Höhe, Abschirmung und Betriebsbedingungen modelliert. Daraus werden Teilchenspektren und Fluenzprofile abgeleitet, die als Grundlage für Tests und Simulationen dienen.
Typische Normen sind unter anderem:
Diese Standards werden je nach Anwendung und Branche angepasst.
ECSS-Q-ST-60-15 ist ein zentraler europäischer Raumfahrtstandard für Radiation Hardness Assurance Programme und beschreibt Anforderungen für TID-, DD- und SEE-Analysen von Raumfahrtelektronik.
Ja. Für Raumfahrtprogramme ist RHA in der Regel eine technische und vertragliche Voraussetzung, um Zuverlässigkeit und Sicherheit elektronischer Systeme sicherzustellen.
RHA beinhaltet auch:
Commercial-Off-The-Shelf (COTS) Komponenten verfügen häufig über keine vollständigen Strahlungsdaten. RHA ermöglicht eine systematische Bewertung, Screening und missionsspezifische Qualifikation solcher Bauteile.
Idealerweise so früh wie möglich, bereits in der Konzept- und Designphase. Dadurch können Strahlungsrisiken frühzeitig in Bauteilauswahl, Systemarchitektur und Mitigationsstrategien einfließen.
Ja und nein. Abschirmung kann die akkumulierte Strahlungsdosis reduzieren, aber ihre Wirksamkeit hängt stark von Design und Strahlungsumgebung ab. Einige SEE-Effekte lassen sich im Weltraum nur begrenzt abschirmen.
Ein missionsspezifisches RHA-Programm wird exakt auf Ihre Betriebsumgebung, Missionsdauer und Systemanforderungen zugeschnitten.
„Test-As-You-Fly“ beschreibt einen SEE-Testansatz, bei dem Testbedingungen den realen Betriebszuständen eines Systems möglichst genau entsprechen, um realistische Ergebnisse zu erhalten.
“Test-As-You-Fly” beschreibt einen SEE-Testansatz, bei dem Testbedingungen den realen Betriebszuständen eines Systems möglichst genau entsprechen, um realistische Ergebnisse zu erhalten.
Standards definieren:
Dadurch sind Testergebnisse vergleichbar, nachvollziehbar und für Qualifikationsreviews geeignet.
RHA ist relevant für zahlreiche Industrien, darunter:
Simulationen – etwa Monte-Carlo- und Teilchentransportmodelle – verbessern das Verständnis und die Testplanung. Sie ergänzen physische Bestrahlungstests, ersetzen diese jedoch nicht.
Nachvollziehbare Dokumentation ist entscheidend für:
Ein Strahlungsmodell beschreibt physikalisch das erwartete Teilchenspektrum und die Fluenz, denen ein System im Betrieb ausgesetzt ist. Diese Modelle dienen als Grundlage für Tests und Qualifikation.
Ja. Die Analyse der Strahlungsumgebung umfasst häufig auch Abschirmungsanalysen und Dosisprognosen, um Testbedingungen und Designmargen festzulegen.
DDD ist eine alternative Bezeichnung für Non-Ionizing Energy Loss (TNID) und beschreibt die nicht-ionisierende Strahlungsenergie, die strukturelle Schäden in Materialien verursacht.
Die Empfindlichkeit gegenüber SEE hängt stark ab von:
Durch quantitative Daten zu Degradationseffekten und Ereignisraten ermöglicht RHA:
