环氧树脂（EP）及其复合材料在核工业中有着广泛的应用，对其辐射效应的研究可为开发耐辐射环氧树脂材料提供参考。本工作以四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯（TADE）/甲基六氢苯酐（MHHPA）体系为研究对象，以两种不同平均粒径（7.5 μm和757 nm）的氮化硼为填料制备氮化硼/环氧树脂复合材料。采用密度泛函理论（DFT）对环氧树脂交联结构的裂解方式进行了讨论，并研究了两种氮化硼/环氧树脂复合材料受不同吸收剂量的γ-射线辐照前后的力学性能和热稳定性能的变化规律。结果表明：环氧树脂交联点结构所包含的化学键中，异丙醇单元的C-C键键能最低，最易断裂，从而导致高分子交联网络被破坏。吸收剂量超过250 kGy时，环氧树脂及其复合材料的拉伸强度和热分解温度出现明显下降。辐照后的力学强度是BN粒径和添加量综合影响的结果，当吸收剂量达到1 100 kGy时，质量分数为3%的n-BN/EP的拉伸强度最大，其热分解温度也最高。因此，少量添加亚微米级尺寸的h-BN可以提升环氧树脂的耐辐射性能。本工作对耐辐射环氧树脂复合材料的开发具有理论和实践指导意义。

辐照环境下掺铒光纤性能下降严重影响了其在空间环境中的应用，而Ce可以凭借其变价能力抑制光纤的辐致损伤效应。利用螯合物气相沉积法制备了不同Ce掺杂量的掺铒光纤，在常温下使用⁶⁰Co辐照源对光纤进行了累积剂量100 krad、剂量率6.17 rad/s的辐照实验。通过吸收损耗谱的测试发现Ce掺杂含量高的光纤在辐照后损耗为419.185 dB/km@1200 nm，且荧光寿命变化量减小了0.578 ms。通过切片芯层透过率及电子顺磁共振测试发现Ce掺杂可以有效降低光纤中Al和Ge相关的色心缺陷数量。最后通过增益测试验证了Ce掺杂对掺铒光纤抗辐照能力的改善，辐照后高Ce掺杂的光纤比未掺杂Ce光纤的增益高出4.15 dB。实验结果表明，Ce掺杂可以有效增强掺铒光纤抗辐照性能，这一结论对掺铒光纤在太空中的应用具有重要意义，该研究结果能够为后续掺铒光纤的耐辐照加固及其在空间中的应用提供参考。

为验证La掺杂对于掺铒光纤抗辐照性能的影响，采用La掺杂光纤与无La掺杂光纤进行光纤辐照实验。使用⁶⁰Co辐照源在常温下对光纤进行累积剂量100 krad，剂量率6.17 rad/s的辐照实验。结果发现，La掺杂光纤在1 200 nm处损耗为0.030 67 dB（km·krad），相比于无La掺杂光纤0.039 53 dB（km·krad）更低，且La掺杂光纤在辐照环境下的增益变化更小。通过光纤吸收谱和EPR谱辐照前后的对比，确定了Al-OHC缺陷为影响光纤辐致损耗的关键因素。La掺杂可以在一定程度上代替Al作为Er离子的分散剂从而增强光纤的抗辐照能力，且La掺杂对光纤的增益性能不会产生负面影响。该研究可为后续特种光纤在空间应用中的抗辐射加固设计提供参考。

碳化硅功率器件凭借优异性能被抗辐照应用领域寄予厚望。为探究碳化硅功率器件抗中能质子辐照损伤能力，明确其辐射效应退化机制，对标低地球轨道累积十年等效质子位移损伤注量，针对高性能国产碳化硅结势垒肖特基二极管开展了10 MeV质子室温、无偏压辐照实验。测试了器件辐照前后的正向伏安特性、反向伏安特性、电容特性等电学特性，并通过深能级瞬态谱仪分析了辐照缺陷引入特点。结果显示：器件辐照后正向电性能稳定，较低反向安全电压下漏电流减小，注量增加后击穿电压严重退化；分析认为质子辐照导致势垒高度增加、辐照缺陷增加、载流子浓度降低。碳化硅肖特基功率器件的辐射损伤过程及机理研究，为其中能质子环境应用的评估验证提供了数据支撑。

为了探究850 nm垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL）在空间辐射环境中的退化规律与机理，开展了3 MeV和10 MeV质子辐照实验，获得了光输出功率和阈值电流等参数随质子注量的退化规律，同时发现光输出功率和阈值电流在相同位移损伤剂量（Displacement Damage Dose，DDD）下的退化程度基本一致。在实验的基础上使用Silvaco软件进行建模与仿真计算，结果与实验结果具有较高一致性，在仿真模型中提取了陷阱密度、施主与受主电离密度、镜面损失、辐射复合速率和光子数等微观参数，在实验规律基础上深入探究了参数退化规律与辐射损伤机制。仿真结果发现这些微观参数随质子注量增加均有不同程度的变化。该结果对于进一步深入理解VCSEL退化机制具有重要意义的参考价值。

为了探究850 nm高速垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL）在空间辐射环境中的退化规律与机制，开展了10 MeV质子和γ-射线辐照实验，获得了光功率和阈值电流退化规律，分析了辐射导致VCSEL参数退化的物理机理，此外，还开展了236 h的电注入退火研究。研究结果表明：VCSEL对γ射线导致的总剂量效应不敏感，且在一定剂量范围内光电特性由于沉积能量促进了量子阱界面附近的晶体有序而产生了一定程度的恢复：但是在质子辐照下，VCSEL的阈值电流和外量子效率发生了不同程度的退化，计算获得阈值电流损伤因子为1.468×10⁻¹⁵ cm²/p。经过20 mA注入增强退火后，阈值电流恢复了20%，25 mA注入电流下，光输出功率恢复了10%。阈值电流和外量子效率的退化归因于质子辐照引入的非辐射复合中心。这些实验结果为VCSEL及包含VCSEL的数据通信与仪器的系统在恶劣空间辐射环境下的应用提供支持。

在脉冲X射线辐射效应研究中，需要将时间维度信息结合到仿真模型中，进而实现基于时间能量联合方法的辐射效应数值模拟，同时也为瞬态脉冲辐照效应的仿真提供了一种思路。建立轫致辐射打靶模型，计算出射脉冲X射线能谱，得到脉冲X射线的时间能量联合谱，结合辐射对象的辐射效应仿真模型，获得氧化铝陶瓷试样在不同时间及不同入射深度处的能量沉积。