自主研发“利器”，破解辐射探测难题

我国“十五五”规划明确提出要大幅提高科技自立自强水平。相关人士认为，在核与辐射安全领域，发展数字化、智能化设备是大势所驱，随着新型设备研发不断取得突破，破解辐射探测“痛点”“难点”问题指日可待。

现有核辐射或电离辐射(以下均简称“辐射”)探测技术装备，存在体积、重量、功耗大，需要专人使用，使用不便，成本较高，同时研发技术门槛高，非专业人员难以二次开发，从而限制了辐射探测的非专业应用。

如何实现辐射探测数字化、信息化、智能化，以及小型化需求?我们中国原子能科学研究院核安全与环境工程技术研究所的智能安全装备研发团队开发了全球首款中子、X/γ一体化辐射探测芯片，掌握了辐射探测芯片设计、流片、封装、测试等全流程研发技术，使辐射探测的实现更加简单、通用。

日本福岛核事故之后，民众对辐射监测的需求越来越大，智能辐射穿戴产品包括手机、手表等应运而生。但是由于辐射探测器本身功耗、体积、成本等问题，无论是手机或是手表均没有得到很好的融合辐射监测智能手表。比如日本软银公司2012年发布配备辐射测量仪的新型智能手机，并没有得到市场的欢迎;白俄罗斯推出的手表也只是聚焦实现辐射监测功能，没有集成心率等健康监测功能。

我们团队采用多通道集成专用芯片放大和处理辐射探测信号，集成了硅、碲锌镉和中子探头，实现了宽量程X/γ探测和中子探测，同时功耗低、尺寸小、便于非专业人员的二次开发。我们的辐射探测芯片可与各类智能装备融合，如无人机可穿戴设备等，实现公众、医疗以及核工业等各个领域辐射监测需求。

我们开发的辐射探测芯片很好的解决了功耗、体积、成本等方面的问题，从而使智能辐射探测手表的实现成为可能。目前开发的智能辐射探测手表具备电离辐射、心率、血氧、压力、专业运动等多种健康监测能力，开启连续辐射测量功能情况下续航也可达到4天以上，目前已具备量产能力，在今年四月份上市。

我们研制的无线磁吸辐射探测卡片，大小与公交卡接近，可与磁吸式贴在手机背面与手机无线直连，结合团队开发的软件，可实现辐射测量和数据显示，实现人员经过所有位置的辐射数据地图的绘制，同时也可以作为单独挂件进行辐射探测。

另外，我们开发的超长周期免维护辐射监测设备，采用超低功耗软硬件创新设计，无需外部供电，使用寿命长达10年以上。它具备覆盖全国的数据传输和卫星定位功能，可远程监测。针对恶劣环境进行特殊设计，具备防潮湿、防盐雾、防霉菌、抗冲击和震动等能力。

该设备适用于核设施周边、边境等的环境监测以及应急监测，可满足长期、稳定、可靠辐射监测的需求。与常规的环境辐射监测仪表相比，其主要特点是无需外部供电、能够耐受极端环境、无线通信，成本低可实现大范围布设，从而极大的扩展了辐射监测设备的使用场景。

辐射监测设备的专用性强、研制成本高、维护使用成本高，极大限制了监测技术的发展，给安全、安保、应急领域的水平提升带来了固有的障碍。

常规环境监测手段监测点位少，无法给出核设施周边大范围的环境辐射水平测量结果，在常规运行期间开展公众沟通时这些数据的说服力明显不足，当发生核事故时仅有的监测点更是无法满足对周围环境准确监测的需求。

在成本上，固定式监测点的广泛布置受到了极大的限制，如国内核电站周边的自动监测站每站点的成本约200万元左右，每个核电站根据需要布设10-16个站点，成本超过2000万元，同样的成本支出，自动站的投入经费规模采用超长周期免维护辐射监测设备，将可以获得更高的测量精度和覆盖范围。

日本福岛事故表明，在极端恶劣环境下，自动监测站极易受损而无法使用，从而放射性扩散基本依赖软件模拟，与实际扩散相差较大，从而导致应急响应存在极大的不确定性。

对此，我们团队研制的超长周期免维护辐射监测设备可以很好的解决以上问题，目前已在西藏、福建福清核电等地得到了应用。

我们研制的水上漂浮式辐射监测设备内置电池、低功耗电洛和北斗短报文通信等，结合软硬件低功耗设计，能够在无供电、无有线通信、无电信网络、无人值守情况下漂浮于江、河、海面上开展远程辐射水平监测工作，适合污染监测、事故应急等场景。目前已在海上应急监测演习中得到应用。

我们自主研发的辐射巡测机器狗，可用于核电站等室内外辐射环境的巡测，具备自主巡检、辐射探测、视频勘察、物品抓取等作业功能，满足作业环境中楼梯、障碍、限高或狭窄区域的通过性需求，能够快速采集污染区域或场所中的辐射特征信息及几何环境结构特征重建，实现三维辐射场的重建及可视化，具有高精度、快速、实时的特点，填补现有常规核污染区域或设施场所中辐射测量手段的缺陷与不足，是达到现场辐射防护最优化的有效技术手段之一。

未来，我们将进一步推动芯片技术的应用研究，包括辐射探测手机、眼镜等各种可穿戴设备、小型无人机载带式辐射探测系统等，推动辐射探测走进千家万户，在环境辐射监测无人化、智能化水平提升、核应急精准快速响应等各方面推动辐射监测技术的发展，保障全民的核与辐射安全。