我國“十五五”規(guī)劃明確提出要大幅提高科技自立自強水平。相關人士認為，在核與輻射安全領域，發(fā)展數(shù)字化、智能化設備是大勢所驅(qū)，隨著新型設備研發(fā)不斷取得突破，破解輻射探測“痛點”“難點”問題指日可待。

現(xiàn)有核輻射或電離輻射(以下均簡稱“輻射”)探測技術裝備，存在體積、重量、功耗大，需要專人使用，使用不便，成本較高，同時研發(fā)技術門檻高，非專業(yè)人員難以二次開發(fā)，從而限制了輻射探測的非專業(yè)應用。

如何實現(xiàn)輻射探測數(shù)字化、信息化、智能化，以及小型化需求?我們中國原子能科學研究院核安全與環(huán)境工程技術研究所的智能安全裝備研發(fā)團隊開發(fā)了全球首款中子、X/γ一體化輻射探測芯片，掌握了輻射探測芯片設計、流片、封裝、測試等全流程研發(fā)技術，使輻射探測的實現(xiàn)更加簡單、通用。

日本福島核事故之后，民眾對輻射監(jiān)測的需求越來越大，智能輻射穿戴產(chǎn)品包括手機、手表等應運而生。但是由于輻射探測器本身功耗、體積、成本等問題，無論是手機或是手表均沒有得到很好的融合輻射監(jiān)測智能手表。比如日本軟銀公司2012年發(fā)布配備輻射測量儀的新型智能手機，并沒有得到市場的歡迎;白俄羅斯推出的手表也只是聚焦實現(xiàn)輻射監(jiān)測功能，沒有集成心率等健康監(jiān)測功能。

我們團隊采用多通道集成專用芯片放大和處理輻射探測信號，集成了硅、碲鋅鎘和中子探頭，實現(xiàn)了寬量程X/γ探測和中子探測，同時功耗低、尺寸小、便于非專業(yè)人員的二次開發(fā)。我們的輻射探測芯片可與各類智能裝備融合，如無人機可穿戴設備等，實現(xiàn)公眾、醫(yī)療以及核工業(yè)等各個領域輻射監(jiān)測需求。

我們開發(fā)的輻射探測芯片很好的解決了功耗、體積、成本等方面的問題，從而使智能輻射探測手表的實現(xiàn)成為可能。目前開發(fā)的智能輻射探測手表具備電離輻射、心率、血氧、壓力、專業(yè)運動等多種健康監(jiān)測能力，開啟連續(xù)輻射測量功能情況下續(xù)航也可達到4天以上，目前已具備量產(chǎn)能力，在今年四月份上市。

我們研制的無線磁吸輻射探測卡片，大小與公交卡接近，可與磁吸式貼在手機背面與手機無線直連，結(jié)合團隊開發(fā)的軟件，可實現(xiàn)輻射測量和數(shù)據(jù)顯示，實現(xiàn)人員經(jīng)過所有位置的輻射數(shù)據(jù)地圖的繪制，同時也可以作為單獨掛件進行輻射探測。

另外，我們開發(fā)的超長周期免維護輻射監(jiān)測設備，采用超低功耗軟硬件創(chuàng)新設計，無需外部供電，使用壽命長達10年以上。它具備覆蓋全國的數(shù)據(jù)傳輸和衛(wèi)星定位功能，可遠程監(jiān)測。針對惡劣環(huán)境進行特殊設計，具備防潮濕、防鹽霧、防霉菌、抗沖擊和震動等能力。

該設備適用于核設施周邊、邊境等的環(huán)境監(jiān)測以及應急監(jiān)測，可滿足長期、穩(wěn)定、可靠輻射監(jiān)測的需求。與常規(guī)的環(huán)境輻射監(jiān)測儀表相比，其主要特點是無需外部供電、能夠耐受極端環(huán)境、無線通信，成本低可實現(xiàn)大范圍布設，從而極大的擴展了輻射監(jiān)測設備的使用場景。

輻射監(jiān)測設備的專用性強、研制成本高、維護使用成本高，極大限制了監(jiān)測技術的發(fā)展，給安全、安保、應急領域的水平提升帶來了固有的障礙。

常規(guī)環(huán)境監(jiān)測手段監(jiān)測點位少，無法給出核設施周邊大范圍的環(huán)境輻射水平測量結(jié)果，在常規(guī)運行期間開展公眾溝通時這些數(shù)據(jù)的說服力明顯不足，當發(fā)生核事故時僅有的監(jiān)測點更是無法滿足對周圍環(huán)境準確監(jiān)測的需求。

在成本上，固定式監(jiān)測點的廣泛布置受到了極大的限制，如國內(nèi)核電站周邊的自動監(jiān)測站每站點的成本約200萬元左右，每個核電站根據(jù)需要布設10-16個站點，成本超過2000萬元，同樣的成本支出，自動站的投入經(jīng)費規(guī)模采用超長周期免維護輻射監(jiān)測設備，將可以獲得更高的測量精度和覆蓋范圍。

日本福島事故表明，在極端惡劣環(huán)境下，自動監(jiān)測站極易受損而無法使用，從而放射性擴散基本依賴軟件模擬，與實際擴散相差較大，從而導致應急響應存在極大的不確定性。

對此，我們團隊研制的超長周期免維護輻射監(jiān)測設備可以很好的解決以上問題，目前已在西藏、福建福清核電等地得到了應用。

我們研制的水上漂浮式輻射監(jiān)測設備內(nèi)置電池、低功耗電洛和北斗短報文通信等，結(jié)合軟硬件低功耗設計，能夠在無供電、無有線通信、無電信網(wǎng)絡、無人值守情況下漂浮于江、河、海面上開展遠程輻射水平監(jiān)測工作，適合污染監(jiān)測、事故應急等場景。目前已在海上應急監(jiān)測演習中得到應用。

我們自主研發(fā)的輻射巡測機器狗，可用于核電站等室內(nèi)外輻射環(huán)境的巡測，具備自主巡檢、輻射探測、視頻勘察、物品抓取等作業(yè)功能，滿足作業(yè)環(huán)境中樓梯、障礙、限高或狹窄區(qū)域的通過性需求，能夠快速采集污染區(qū)域或場所中的輻射特征信息及幾何環(huán)境結(jié)構(gòu)特征重建，實現(xiàn)三維輻射場的重建及可視化，具有高精度、快速、實時的特點，填補現(xiàn)有常規(guī)核污染區(qū)域或設施場所中輻射測量手段的缺陷與不足，是達到現(xiàn)場輻射防護最優(yōu)化的有效技術手段之一。

未來，我們將進一步推動芯片技術的應用研究，包括輻射探測手機、眼鏡等各種可穿戴設備、小型無人機載帶式輻射探測系統(tǒng)等，推動輻射探測走進千家萬戶，在環(huán)境輻射監(jiān)測無人化、智能化水平提升、核應急精準快速響應等各方面推動輻射監(jiān)測技術的發(fā)展，保障全民的核與輻射安全。