中核北方无源富集度检测系统正式应用

4月14日，由中核北方核燃料元件有限公司和中国科学院高能物理研究所联合研发的无源富集度检测系统正式投入使用，历时四年多的艰苦攻关喜获硕果，标志着中核北方公司成功打破了国外放射源垄断限制，突破了组件用燃料棒检测瓶颈，进一步提升了国产燃料组件的竞争力。

荆棘丛生 拓土开荒

有源法是AFA3G燃料棒富集度检测最常用的方法，即用锎中子源产生的中子轰击燃料棒内芯块，根据产生伽玛射线的强度进行燃料棒内芯块富集度评价，整套系统中核心耗材锎中子源每2.5年需更换一次，2019年售价高达720万元，且每年都在增长，目前只能提前一年向俄罗斯订货采购。面对严重依赖进口且价格昂贵的局面，是选择继续外购，受制于人，还是另寻他路，自研设备。中核北方领导毅然选择了后者，成立了公司内部研制小组，探索一种摆脱放射源限制的富集度检测方法。

“雄关漫道真如铁，而今迈步从头越”。项目伊始就困难重重，首先在役的锎源不断衰减，科研攻关时间紧，生产检测任务重;其次设备一切从零开始，调研原理困难多，研发设备难度高。研制小组面临的是一座又一座难以逾越的科研高峰，小组成员深知先进的技术是无法用金钱买到的，需要凭借不服输的韧劲，组织一切力量攻关，调研国内外无源富集度检测资料、原理及文献，探索出一条适合自己的研发途径。在公司各部门的大力支持下，研制小组的成员制定了一套切实可行的研制方案，共同攻关，力保迅速且平稳的完成研制任务。

研发过程现场沟通交流

披荆斩棘 栽木成林

研制过程中每一个难点的突破，都凝聚着研制小组成员的默默奉献，辛劳付出。无源富集度检测是通过检测燃料棒内芯块自发产生的特征伽马射线强度，来判断整根燃料棒内芯块的富集度。研究的第一个难关就是保证探测器能够准确地捕捉到微弱的伽马射线信号，研制小组依靠现有的材料，制作无源富集度实验棒，搭建试验验证平台，通过分析静态燃料棒芯块自发产生的微弱伽玛信号，不断地进行模块匹配和单体信号调试。这一阶段的调试困难大且枯燥，小组先后对五种晶体类型、三种晶体厚、三种同厚度的屏蔽用钨钢度进行验证，最终探索出信号捕捉方法，保证了静态信号的采集。

“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海”。探索的过程就是选择的过程，在纷繁复杂的解决方案里探索最优解，耗费了研制小组成员巨大的精力，花费他们更多的个人时间去进行实验。但是他们相信这些都是值得的，不仅只是为了完成科研任务，更多是对未知领域孜孜不倦的探索。

折冲厌难 寒耕暑耘

在燃料棒富集度检测中，最令人头疼的就是年龄芯块问题，铀238衰变子体镤234会对检测信号造成干扰，如何解决年龄芯块问题成了检测人员的主要目标，在信号采集问题解决之后需要研究子体衰变规律，进而修正年龄芯块对检测结果的影响。修正年龄芯块需要对不同富集度、不同年龄的芯块进行监测，不断修正理论模型，为了解决这一问题，研制小组积极与中核北方公司计划部、质管部、技术部、设备部，安环部等部门沟通，在压水堆元件厂的大力协助下，挑选具备条件的燃料棒，每天监测，每日更新，小组成员现场监测修正两个多月，并积极与中科院高能所交流，引入先进的程序算法，面对无源检测项目紧迫的时间节点，小组成员与中科院高能所人员一边修改，一边模拟验证，终于在2019年5月15日突破了该难题。其后又经过不断地调试，持续优化，完成了三版测试报告，提出了116项的修改意见，四次软件迭代，完成了测量程序工程化应用前的固化。

“天若有情天亦老，人间正道是沧桑”。2019年9月，整个无源设备完成调试，先后通过了中科院高能所，中科院空天信息研究所的专业评审和中核运行管理公司的用户见证，整套无源富集度系统历经四年的努力，终获应用曙光。研制小组依据现场条件，编写设备并线和验证方案，经过反复调研、论证，在现有传输线不动的前提下进行并线改造。2019年11月7日并线开始，为了不耽误AFA3G燃料组件的正常生产计划，研制小组成员克服自身与家庭的困难，白天正常检测、晚上加班调试，于2019年11月11日，无源检测系统正式并线检测。

并线后无源富集度检测设备

春生夏长 硕果累累

2020年4月14日，经过半年的双线(有源/无源)运行，中核北方理化检测中心牵头负责研制的无源富集度检测系统正式投入使用，这标志着中核北方核燃料元件有限公司在AFA3G燃料棒富集度检测上彻底摆脱了放射源的限制，所有器件国产化，从此不再需要购置252Cf中子源，相当于每2.5年，为公司节约购源成本720万元，检测成本大幅下降，同时去除放射源，检测过程更加安全，彻底解决了辐射问题。

“伟大梦想不是等来的、喊得来的，而是拼出来、干出来的。”在无源富集度检测系统研制过程中理化检测中心研制小组攀登了一座又一座的科研高峰，整个研制小组具有中核人与生俱来的红色基因，参研人员党员比例高达71%，每一个党员都是项目的压舱石，定星盘和推进器。

核工业60多年的发展历程，就是创新与拼搏的过程。无源富集度检测系统的正式上线，标志着研制小组的辛劳与汗水终于获得了回报，他们在研制的日子里打磨了自己坚毅的个性和顽强的品格。相信随着公司发展的越来越好，会有更多的新鲜血液融入到中核北方核燃料元件有限公司中，为祖国的核事业，贡献自己的力量。