清華大學核研院應(yīng)用核技術(shù)研究室的發(fā)展歷程，始終圍繞國家重大戰(zhàn)略需求，著力解決國計民生中的關(guān)鍵問題。研究室在中國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，走出了一條獨具特色的自主創(chuàng)新之路。
創(chuàng)新就要打破傳統(tǒng)觀念束縛
1991年，為研制我國海關(guān)迫切需要的緝私利器——集裝箱檢測系統(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)過幾年的艱苦奮斗，研制成功加速器集裝箱檢測技術(shù)，于1996年1月通過國家科委驗收。我國成為世界上第四個掌握這項技術(shù)的國家。
核研院作為“八五”攻關(guān)項目的技術(shù)負責人單位，主持總體研發(fā)并負責探測器及輻射屏蔽兩個專題。陣列電離室的發(fā)明和研制，充分體現(xiàn)了堅持創(chuàng)新、敢于打破傳統(tǒng)觀念束縛、挑戰(zhàn)世界水平的精神。通過創(chuàng)新的設(shè)計，將充氣電離室性能發(fā)揮到極致，在國際上首創(chuàng)用陣列電離室探測加速器X射線空間分布，獲取數(shù)字圖像，做了“第一個吃螃蟹的人”。
新探測器獲得多國專利，先后榮獲中國專利發(fā)明創(chuàng)造金獎和國家教委科技進步一等獎。驗收會上，王淦昌院士對此大加贊賞，在結(jié)論中專門增加14個字：“其中陣列探測器系統(tǒng)屬國際首創(chuàng)”。
創(chuàng)新就要敢于走別人沒有走過的路
基于對同位素放射源的技術(shù)積累，我們提出了性價比更好的新方案——鈷-60集裝箱檢測系統(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，而且經(jīng)濟、簡便、可靠、易操作、好維護。這是全新的思路，外國也沒有，注定要經(jīng)受更嚴峻的考驗。
但是，這個方案全世界沒有人敢做，因為鈷- 60放射源的輻射輸出量僅有加速器輸出的數(shù)百分之一，同行都認為不可能得到清晰的探測結(jié)果、這是一條走不通的路。經(jīng)過反復研究，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，采用大張角與折線型探測器陣列布局，將探測器位置輻射水平提高十來倍，再配合我們專門開發(fā)的高水平信息處理技術(shù)，終于獲得了足夠的信號強度和清晰成像，實現(xiàn)了創(chuàng)新目標。
1997年7月，1:1規(guī)模的鈷- 60集裝箱檢測系統(tǒng)在核研院調(diào)試成功，圖像質(zhì)量與“八五”項目加速器檢測系統(tǒng)相當，王大中校長、賀美英書記和李傳信同志等校領(lǐng)導實地視察并給予高度評價。
1998年11月，國務(wù)委員吳儀同志先后在中南海和核研院實驗現(xiàn)場聽取匯報和實地考察，決定為福州馬尾港定購一套鈷-60集裝箱檢測系統(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，建成了我國海關(guān)的首套國產(chǎn)的集裝箱檢測系統(tǒng)，贏得了“全國第一”的光榮。
馬尾系統(tǒng)是世界首套投入運行的性能與加速器檢測系統(tǒng)相當?shù)拟?60集裝箱檢測系統(tǒng)，標志著我們成功走出了一條創(chuàng)新之路。
之后，我們又開發(fā)了國際首創(chuàng)的鈷-60鐵路貨車檢測系統(tǒng)和門架型檢測系統(tǒng)等，廣泛裝備中國海關(guān)，并于2002年走出國門，出口非洲、中亞、中東和南亞等地區(qū)。
鈷-60集裝箱檢測技術(shù)因其突出的創(chuàng)新性，榮獲北京市科技進步一等獎、2000年香港國際發(fā)明展唯一大獎、2000年國家技術(shù)發(fā)明二等獎，被科技部、財政部、國家計委和國家經(jīng)貿(mào)委聯(lián)合評定為全國“九五”攻關(guān)19項“重大成果”之一。
創(chuàng)新就是要不斷攀登新高峰
國際形勢的發(fā)展和變化不斷提出新的檢測需求，必須依靠持續(xù)的創(chuàng)新來滿足，也必須靠創(chuàng)新來實現(xiàn)技術(shù)的不斷進步、飛躍。
為了實現(xiàn)反恐斗爭中急需的 “物性判別”功能，我們提出了可依據(jù)圖像灰度進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)計劃。2003年建成了可檢測航空集裝箱等大型客體的鈷-60CT樣機，密度分辨率達0.6%，可輕易判別密度差異為30%的汽油與水，通過了國家科委驗收。
集裝箱CT獲多國專利，屬國際首創(chuàng)，在2003年世界海關(guān)組織會議上引起重要反響，被認為是填補了機場反恐裝備的一項空白。在2011年清華百年校慶上，本項成果被評為誕生于清華大學的6個世界第一之一。
近年完成的核設(shè)施出入口車輛安檢系統(tǒng)，同樣堅持技術(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，實現(xiàn)了門架移動式雙投影檢測新方案，便于在核設(shè)施周界的安裝、運行。這個技術(shù)的研發(fā)成功，將消除我國、乃至全球的核安保和反恐怖襲擊的重大漏洞，為保障重點設(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射線機以及三種探測器系統(tǒng)配合運用的”組合拳”設(shè)計，不同于美國同類系統(tǒng)的技術(shù)路線，不但精度更高，而且輕便緊湊、實現(xiàn)機動化，解決了國家相關(guān)部門的一個關(guān)鍵問題。X射線板帶材多功能凸度儀選擇獨具特色的技術(shù)方案，采用專門研制的x射線充氣陣列電離室和信息處理技術(shù)，全面達到甚至超越國外同類產(chǎn)品水平。高溫氣冷堆的球流CT檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了全三維動態(tài)追蹤檢測流程，相較于美、歐同類實驗平臺具有明顯技術(shù)優(yōu)勢。這些突出成果的取得，都緊密結(jié)合國家重大需求，不斷追求創(chuàng)新，抓住不同研究對象的本質(zhì)和特點，采取針對性的創(chuàng)新技術(shù)，登上了一座座科學技術(shù)的高峰。
面向未來，清華大學核研院核技術(shù)研究室將永葆創(chuàng)新激情、不怕艱難險阻，咬定青山不放松，用核檢測技術(shù)的不斷創(chuàng)新，在實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢的新征程中，不斷續(xù)寫自主創(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
