清華大學(xué)核研院應(yīng)用核技術(shù)研究室的發(fā)展歷程，始終圍繞國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，著力解決國(guó)計(jì)民生中的關(guān)鍵問(wèn)題。研究室在中國(guó)工程院院士安繼剛的帶領(lǐng)下，咬定青山不放松，在核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，走出了一條獨(dú)具特色的自主創(chuàng)新之路。
創(chuàng)新就要打破傳統(tǒng)觀(guān)念束縛
1991年，為研制我國(guó)海關(guān)迫切需要的緝私利器——集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)，由清華核研院、工物系、物理系組成了“八五”聯(lián)合攻關(guān)組，經(jīng)過(guò)幾年的艱苦奮斗，研制成功加速器集裝箱檢測(cè)技術(shù)，于1996年1月通過(guò)國(guó)家科委驗(yàn)收。我國(guó)成為世界上第四個(gè)掌握這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。
核研院作為“八五”攻關(guān)項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人單位，主持總體研發(fā)并負(fù)責(zé)探測(cè)器及輻射屏蔽兩個(gè)專(zhuān)題。陣列電離室的發(fā)明和研制，充分體現(xiàn)了堅(jiān)持創(chuàng)新、敢于打破傳統(tǒng)觀(guān)念束縛、挑戰(zhàn)世界水平的精神。通過(guò)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，將充氣電離室性能發(fā)揮到極致，在國(guó)際上首創(chuàng)用陣列電離室探測(cè)加速器X射線(xiàn)空間分布，獲取數(shù)字圖像，做了“第一個(gè)吃螃蟹的人”。
新探測(cè)器獲得多國(guó)專(zhuān)利，先后榮獲中國(guó)專(zhuān)利發(fā)明創(chuàng)造金獎(jiǎng)和國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。驗(yàn)收會(huì)上，王淦昌院士對(duì)此大加贊賞，在結(jié)論中專(zhuān)門(mén)增加14個(gè)字：“其中陣列探測(cè)器系統(tǒng)屬?lài)?guó)際首創(chuàng)”。
創(chuàng)新就要敢于走別人沒(méi)有走過(guò)的路
基于對(duì)同位素放射源的技術(shù)積累，我們提出了性?xún)r(jià)比更好的新方案——鈷-60集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)。以工業(yè)界廣泛應(yīng)用的鈷-60放射源取代加速器，使之兼具兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，而且經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、可靠、易操作、好維護(hù)。這是全新的思路，外國(guó)也沒(méi)有，注定要經(jīng)受更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
但是，這個(gè)方案全世界沒(méi)有人敢做，因?yàn)殁? 60放射源的輻射輸出量?jī)H有加速器輸出的數(shù)百分之一，同行都認(rèn)為不可能得到清晰的探測(cè)結(jié)果、這是一條走不通的路。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，我們提出了創(chuàng)新的充氣電離室結(jié)構(gòu)，使其靈敏度提高了40余倍。又利用鈷-60放射源輻射分布各向同性特點(diǎn)，采用大張角與折線(xiàn)型探測(cè)器陣列布局，將探測(cè)器位置輻射水平提高十來(lái)倍，再配合我們專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的高水平信息處理技術(shù)，終于獲得了足夠的信號(hào)強(qiáng)度和清晰成像，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新目標(biāo)。
1997年7月，1:1規(guī)模的鈷- 60集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)在核研院調(diào)試成功，圖像質(zhì)量與“八五”項(xiàng)目加速器檢測(cè)系統(tǒng)相當(dāng)，王大中校長(zhǎng)、賀美英書(shū)記和李傳信同志等校領(lǐng)導(dǎo)實(shí)地視察并給予高度評(píng)價(jià)。
1998年11月，國(guó)務(wù)委員吳儀同志先后在中南海和核研院實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)取匯報(bào)和實(shí)地考察，決定為福州馬尾港定購(gòu)一套鈷-60集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)、由核研院牽頭研制。研究室參研同志們奮力拼搏，提前完成任務(wù)，于次年6月26日在馬尾港海關(guān)獲得了集裝箱圖像，建成了我國(guó)海關(guān)的首套國(guó)產(chǎn)的集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)，贏(yíng)得了“全國(guó)第一”的光榮。
馬尾系統(tǒng)是世界首套投入運(yùn)行的性能與加速器檢測(cè)系統(tǒng)相當(dāng)?shù)拟?60集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)，標(biāo)志著我們成功走出了一條創(chuàng)新之路。
之后，我們又開(kāi)發(fā)了國(guó)際首創(chuàng)的鈷-60鐵路貨車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)和門(mén)架型檢測(cè)系統(tǒng)等，廣泛裝備中國(guó)海關(guān)，并于2002年走出國(guó)門(mén)，出口非洲、中亞、中東和南亞等地區(qū)。
鈷-60集裝箱檢測(cè)技術(shù)因其突出的創(chuàng)新性，榮獲北京市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、2000年香港國(guó)際發(fā)明展唯一大獎(jiǎng)、2000年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，被科技部、財(cái)政部、國(guó)家計(jì)委和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委聯(lián)合評(píng)定為全國(guó)“九五”攻關(guān)19項(xiàng)“重大成果”之一。
創(chuàng)新就是要不斷攀登新高峰
國(guó)際形勢(shì)的發(fā)展和變化不斷提出新的檢測(cè)需求，必須依靠持續(xù)的創(chuàng)新來(lái)滿(mǎn)足，也必須靠創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不斷進(jìn)步、飛躍。
為了實(shí)現(xiàn)反恐斗爭(zhēng)中急需的 “物性判別”功能，我們提出了可依據(jù)圖像灰度進(jìn)行物性判別的集裝箱CT系統(tǒng)，并被列入科技部“十五”攻關(guān)計(jì)劃。2003年建成了可檢測(cè)航空集裝箱等大型客體的鈷-60CT樣機(jī)，密度分辨率達(dá)0.6%，可輕易判別密度差異為30%的汽油與水，通過(guò)了國(guó)家科委驗(yàn)收。
集裝箱CT獲多國(guó)專(zhuān)利，屬?lài)?guó)際首創(chuàng)，在2003年世界海關(guān)組織會(huì)議上引起重要反響，被認(rèn)為是填補(bǔ)了機(jī)場(chǎng)反恐裝備的一項(xiàng)空白。在2011年清華百年校慶上，本項(xiàng)成果被評(píng)為誕生于清華大學(xué)的6個(gè)世界第一之一。
近年完成的核設(shè)施出入口車(chē)輛安檢系統(tǒng)，同樣堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，充分發(fā)揮了鈷-60放射源裝置小體積、大張角的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了門(mén)架移動(dòng)式雙投影檢測(cè)新方案，便于在核設(shè)施周界的安裝、運(yùn)行。這個(gè)技術(shù)的研發(fā)成功，將消除我國(guó)、乃至全球的核安保和反恐怖襲擊的重大漏洞，為保障重點(diǎn)設(shè)施安全和公共安全發(fā)揮重大作用。
高精度DR/CT系統(tǒng)采取由鈷-60放射源與X射線(xiàn)機(jī)以及三種探測(cè)器系統(tǒng)配合運(yùn)用的”組合拳”設(shè)計(jì)，不同于美國(guó)同類(lèi)系統(tǒng)的技術(shù)路線(xiàn)，不但精度更高，而且輕便緊湊、實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)化，解決了國(guó)家相關(guān)部門(mén)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。X射線(xiàn)板帶材多功能凸度儀選擇獨(dú)具特色的技術(shù)方案，采用專(zhuān)門(mén)研制的x射線(xiàn)充氣陣列電離室和信息處理技術(shù)，全面達(dá)到甚至超越國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平。高溫氣冷堆的球流CT檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全三維動(dòng)態(tài)追蹤檢測(cè)流程，相較于美、歐同類(lèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)。這些突出成果的取得，都緊密結(jié)合國(guó)家重大需求，不斷追求創(chuàng)新，抓住不同研究對(duì)象的本質(zhì)和特點(diǎn)，采取針對(duì)性的創(chuàng)新技術(shù)，登上了一座座科學(xué)技術(shù)的高峰。
面向未來(lái)，清華大學(xué)核研院核技術(shù)研究室將永葆創(chuàng)新激情、不怕艱難險(xiǎn)阻，咬定青山不放松，用核檢測(cè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，在實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)的新征程中，不斷續(xù)寫(xiě)自主創(chuàng)新的新篇章。
（清華新聞網(wǎng)9月18日電）
供稿：核研院501研究室
編輯：李華山
審核：程曦
