从惯性约束聚变（ICF）装置中靶场关键材料易受辐照损伤、从而限制材料使用寿命和装置稳定运行的现实问题出发，总结归纳了有关不锈钢、铝合金、终端光学组件三大类靶场关键材料的辐照效应研究进展，详细介绍了靶室内高能中子束、γ射线、X射线等高能粒子和射线引起靶室第一壁材料出现烧蚀、中子活化等辐照损伤问题，以及靶室环境对关键材料的影响和防护处理。此外，还阐述了打靶试验中所产生的复杂辐射环境、基频与三倍频激光对靠近靶室的终端光学组件所产生的各类辐照损伤现象和相关作用机理。

研究中红外波段激光对CMOS图像传感器的辐照效应，对探索空间态势感知系统光学成像器件的激光干扰和损伤条件具有重要**意义。开展了不同重频下2.79 μm中红外激光对CMOS图像传感器的干扰与损伤实验。观察到CMOS图像传感器的饱和、过饱和以及损伤产生的绿屏、彩色条纹、黑屏、亮线等一系列干扰损伤现象。同时测量了传感器各种辐照现象相对应的2.79 μm中红外激光干扰损伤阈值，研究了图像传感器辐照效应与激光重频之间的内在关系，分析了2.79 μm中红外激光对CMOS图像传感器的干扰损伤机理。研究表明，CMOS图像传感器的激光损伤主要以材料的热熔融为主，热效应明显。在激光重频10 Hz的辐照下，饱和干扰阈值为0.44 J/cm²、过饱和阈值为0.97 J/cm²、损伤阈值为203.71 J/cm²。研究表明CMOS图像传感器具有很好的抗干扰和抗损伤能力，实验测得的相关阈值数据在空间激光攻防领域具有重要的参考价值。

先进天基太阳天文台卫星（Advanced Space-based Solar Observatory，ASO-S）是我国科学家提出的专用于观测太阳的科学卫星。硬X射线成像仪（Hard X-ray Imager，HXI）是ASO-S的三个科学载荷之一，HXI的量能器由99个溴化镧晶体-光电倍增管探测单元构成。量能器的前端电子学采用了一种型号为IDE3381的高集成度电荷测量ASIC（Application-specific Integrated Circuit），利用它在空间和功率受限的卫星平台上实现了对99路探测单元信号的处理。为了评估IDE3381在空间辐射环境中的抗辐照性能，设计了一套自动化测试系统，用重离子束流和⁶⁰Co γ源分别进行了单粒子效应（包括单粒子翻转和单粒子闩锁）和总剂量辐照效应试验。测试结果表明：ASIC IDE3381的抗辐照性能满足HXI飞行件的要求。

记忆电阻器（简称忆阻器）作为新型非易失性存储器和人工神经突触器件的有力候选者，在航空航天、火星探测等空间科学与应用领域有着巨大的发展前景。忆阻器的大规模应用，对于其抗辐照性能有异常严苛的要求。为了提高忆阻器的抗辐照能力，需要探究其辐照效应机理，发展一套有效的抗辐照工艺技术。本文在深入调研国内外研究现状的基础上，综述了忆阻器辐照效应的研究现状和趋势，重点针对过渡金属氧化物材料体系的忆阻器辐照效应，提出了现在亟须研究的科学问题和关键技术，从而为忆阻器抗辐照加固与空间应用提供一定的思路。

近年来，近地轨道的空间碎片问题对航天应用的威胁日益严峻。通过主动移除技术手段减少在轨空间碎片的数量，从而保障空间资源的可持续开发和航天器的安全运行，已成为相关领域研究的热点。溯源了空间碎片问题的产生及沿革，分析基于不同技术途径的主动移除方案的特点。重点研究了脉冲激光主动移除空间碎片的关键技术与科学问题，总结了现阶段的技术发展情况，并对未来天基激光移除空间碎片的发展方向给出了建议。

在采用一束激光辐照电荷耦合器件（Charged Coupled Device， CCD）图像传感器时，串扰效应是最重要的干扰之一。本文采用532 nm激光对一个行间转移型CCD进行辐照实验，观测到了一系列串扰现象，计算CCD的饱和阈值为0.32 mW/cm²。根据行间转移型CCD的工作原理和驱动脉冲时序，将串扰效应分为积分周期内的溢出和读出转移时的溢出两个过程，并据此开展了串扰效应图像的仿真研究。首先基于高斯光束传输变换规律对探测靶面的激光能量分布进行了仿真，然后根据光电转换效应对光生电荷分布进行了仿真，对串扰效应的两个溢出过程进行仿真得到了串扰电荷分布，最后对电压检测和灰度量化过程进行仿真得到了串扰图像。统计计算得到仿真相对误差均小于40%，说明仿真结果与实验结果吻合得很好。

针对光纤放大器的空间应用，对光纤放大器在辐射环境中的性能变化进行了实验研究。对铒镱共掺光纤放大器的增益光纤进行伽马射线辐射，研究了光纤放大器的输出功率和光谱特性的演化规律，并采用频谱测量法研究了光纤放大器的噪声特性。通过总剂量为50 krad的在线辐照实验发现，光纤放大器输出功率、光谱的中心波长峰值功率以及光噪声都随着辐射剂量的积累而不断降低。采用光噪声模型对辐射后的光纤放大器噪声特性进行分析，与辐射前相比，发现光噪声中的弛豫振荡噪声部分和中频部分的相对强度噪声系数分别增加了1.625×10^-4 nW·mW^-2·Hz^-1和3.122×10^-4 pW·mW^-2·Hz^-1，而光散粒噪声系数分别减小0.900 pW·mW^-1·Hz^-1和0.035 pW·mW^-1·Hz^-1，对于光纤放大器在太空的实际应用中，需要重视相对强度噪声的抑制。

作为航天器电源系统的重要组成部分，太阳电池需要更高的转换效率和可靠性以及更长的使用寿命。通过在太阳电池表面覆盖抗辐照玻璃盖片，可以增强太阳电池对粒子辐射的防护，延长太阳电池的服役寿命，使航天器获得可靠的能源供应。硼硅酸盐玻璃就是一种理想的太阳电池玻璃盖片材料。采用蒙特卡罗方法，结合SRIM软件模拟研究质子辐照硼硅酸盐玻璃的损伤物理机理。基于粒子与物质相互作用的理论以及基本公式，通过分析不同入射能量的质子在硼硅酸盐玻璃中的阻止本领、电离能损、位移能损、空位的产生情况，对辐照损伤的物理机制进行研究。结果表明：能量为30～120 keV的质子辐照损伤主要发生在硼硅酸盐玻璃表面；质子沉积、空位分布等均为Bragg峰型分布；电离能损是能量损失的主要部分，随入射能量的增加而增大，导致电子的电离和激发；位移能损在玻璃内部随能量降低而增大，导致硼、氧和硅等空位缺陷的产生；电离效应和缺陷的产生是硼硅酸盐玻璃色心形成的重要原因。

研究辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能的影响, 对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。本工作采用0.3 MeV的P离子、4 MeV的Kr离子、5 MeV的Xe离子以及8 MeV的Au离子分别辐照硼硅酸盐玻璃, 利用纳米压痕技术表征了辐照前后样品的硬度和模量。结果表明: 硼硅酸盐玻璃的硬度和模量在一定范围内会随着辐照剂量的增大而减小, 辐照达到0.1 dpa时硬度和模量变化趋于饱和, 此时硬度下降了35%, 模量下降了18%; 而且不同种类的离子辐照对硼硅酸盐玻璃的硬度和模量造成的变化趋势基本相同。使用掠入射X射线衍射仪对样品晶态结构进行了分析, 发现辐照后硼硅酸盐玻璃仍保持非晶状态。利用Raman光谱对辐照后样品的微观结构的变化进行了表征, 发现辐照会导致玻璃网络结构发生改变, 玻璃的聚合度下降, 无序度增加。本工作还证明了离子辐照导致玻璃机械性能变化的主要因素是离子在样品中的核能量沉积导致玻璃结构的改变。