机构设置

研究领域(学科建设)

本学科点是一级学科“核科学与技术”下的二级学科“核技术及应用”。本学科点所在一级学科和二级学科都是国家重点学科。

本学科点始建于1961年,当时主要承担901堆和国家核潜艇工程的辐射屏蔽实验任务。至1978年前,又围绕国家重点工程进行堆用探测器、辐射测量仪表、屏蔽设计、燃料破损测量与分析等方面的研究。改革开放以来,按照中央精神,将工作重点转向国民经济重点部门,大力开展民用核技术方面的研究与开发工作。这二十多年来,在国内率先开展了军/民用辐射探测技术、工业核测控技术与仪器(如测厚仪、密度计及核子秤等)、核分析技术(如中子活化分析、X荧光分析、煤灰分分析等)、核无损检测技术(如中子照相、工业DR/CT、和集装箱检测等)等领域的研究开发工作,既取得了丰硕的科研成果,也获得了巨大的经济效益。自1990年倡议并牵头争取到国家科委"八五"攻关项目"大型集装箱检测研究"以来,该课题获得了国家科技部“八五”、“九五”和“十五”连续三届攻关的支持,在国内率先研制成功加速器型集装箱检测系统,后又首创发明了"钴-60集装箱检测系统",达国际领先水平。科研成果已实现产业化,取得巨大的社会经济效益;研发的工业核测控仪器仪表如核子秤、煤灰分仪等在工业生产中也发挥了巨大的作用。曾获得国家技术发明二等奖、北京市科技进步一等奖等十余项国家及省部级科技奖励。

本学科点突出基础研究和应用创新,以解决国家关键产业难题和重大技术需求为导向,既有很高的学术水平,又紧密结合国民经济迫切需要,有广阔的市场与产业化前景。如射线无损检测技术方面的集装箱检测系统研发工作,既达到国际领先水平又为国家打击走私事业“办了一件大事”,获重大经济与社会效益。

学科的生命力在于不断发展和创新,我室目前除了继续改进和完善钴-60集装箱检测系统,创新检测方式,拓展应用范围,已将研究领域拓展到了大型工业核测控系统、工业CT等方面,并已取得了很大进展。

目前本学科点的主要研究方向是: ① 电离辐射探测学—这是各项应用核技术的专业基础,包括辐射物理、射线探测器、探测方法和信号采集与处理等; ② 射线无损检测技术—这包括集装箱检测技术、工业DR/CT检测技术以及中子照相无损检测技术等; ③ 工业核测控技术—研究范围既包括单件测控仪表,也包括大型核测控系统(如大型轧机的板型实时测控系统等); ④ 反应堆辐射测量、核医学、核分析技术等—开展堆辐射测量仪器仪表、医用辐射剂量测量、物质成分分析、数字多道谱仪等方面的研究。

目前主要在研项目有““X射线板带材凸度在线检测技术研究”、 “高精度CT检测技术研究”、“工业DR/CT检测技术”等。

科研项目

重点以技术咨询、技术服务以及技术开发为主;

积极发展胶管实验室的业务:利用原有客户群体和汽车厂的关系这些有利资源,为企业提供:

① 产品检测服务

② 橡胶材料分析和配方

③ 针对企业的疑难问题,寻找解决方法

④ 特殊实验的建立及设备改造

⑤ 质量控制检测服务,并提供第三方独立数据

根据汽车行业的发展要求研发新产品,并进行技术推广及转让

加强国际交流,开拓国际市场

磷酸铁锂汽车电池管理系统样品研制

低能X光薄膜测厚仪的研制

在完成研究室业务重组的同时,广泛开展调研工作,寻找新的发展方向和商业机会。目前重点关注核技术应用、先进制造技术以及新能源等相关领域。

学术成果(文章、奖励)

本学科点建立以来,在国内外期刊、会议上发表了大量科技文献。上世纪九十年代中期以前,本学科研究重点为核分析技术、工业核测控技术与仪器等领域,国内外发表论文约26篇。九十年代后期开始,“八五”攻关项目“大型集装箱检测研究”取得巨大进展,本学科发表论文数量也逐年增多,截至2010年初,共发表国内期刊论文216篇,国内会议论文56篇,国际期刊文章12篇,国际会议文章9篇,合计293篇。其中SCI收录文章8篇,Ei收录文章100篇。

核技术研究室不断取得高水平科研成果,科研和社会经济效益显著。曾获得国家技术发明二等奖、北京市科技进步一等奖、香港国际发明展全场总冠军等十余项国家及省部级科技奖励。到2009年底,另获授权国内发明专利24项,实用新型专利18项。除此之外,还有5项专利获得了欧盟、美国、俄国、德国等国家的专利授权。

代表性论文:

1、充气电离室的研制与应用 安继刚 核电子学与探测技术 1981年第2期

2、堆用真空裂变室的试验研究 安继刚; 何天青; 王守忠 核技术 1985-05-31

3、A Study of the Self-Quenched Streamer Mode Tubes Using a Nitrogen Laser An jigang, J.E.Pilcher etc. Nuclear Instrument and Method A267, p.396 1988

4、Influence of Gas Mixture and Primary Ionization on the Performance of Limited Streamer Mode Tubes An jigang, J.E.Pilcher etc. Nuclear Instrument and Method A267, p386 1988

5、高能X或γ辐射成像阵列探测装置的研制与应用 安继刚; 邬海峰; 卿上玉 核技术 1997-09-10

6、钴-60数字辐射照相集装箱检测系统的研究与开发 安继刚; 周立业; 刘以思; 邬海峰; 吴志芳; 向新程; 王立强; 张颜民; 李富荣; 高宝增; 郑沅水; 刘锡明; 谈春明 核科学与工程 2000-09-30

7、Progress on developing 60Co container inspection systems 安继刚、向新程等 Applied Radiation and Isotope vol.58/3, p315 2003

8、钴-60铁路货车在线检测系统研制 吴志芳; 安继刚 原子能科学技术 2002-11-20

9、组合移动式 60Co集装箱检测系统 向新程; 周立业; 张颜民; 黄毅斌; 王立强; 李富荣; 高宝增; 张玉爱; 苗积臣; 刘锡明 核电子学与探测技术 2001-01-20

10、60Co 集装箱检测系统中的图像处理 吴志芳; 周立业; 王立强; 刘锡明 核电子学与探测技术 1999年第一期

11、Experimental research on rear collimator in gamma-ray industrial CT Wu Z., Liu J. Applied Radiation and Isotopes, July;August 2009, vol.67/7-8

12、Rotating polar-coordinate ART applied in industrial CT image reconstruction Li Jian , Li Litao, Cong Peng, Song Qi and Wu Zhifang NDT & E International,Volume 40, Issue 4, June 2007, Pages 333-336

13、一种新型煤灰分测量装置 吴志芳; 王立强; 刘俊; 周立业; 高宝增 核电子学与探测技术 2000-01-20

14、中子照相检验航天导爆索的研究 貊大卫; 刘以思; 蔡庆胜; 陈伯显; 刘克斌; 舒君 核电子学与探测技术 1995-03-20

15、γ测厚仪的设计 刘以思; 貊大卫; 周立业 核电子学与探测技术 1996-01-20

16、螺旋送料核子秤的研究 周立业 核电子学与探测技术,1992年5月

获奖:

1) “集装箱(大型客体)CT检测系统”,2004年第五届中国国际发明展览会金奖。

2) “铁路货车在线辐射检测系统”,2003年北京市科学技术三等奖

3) “钴-60数字辐射集装箱检测系统”,2001年九五攻关重大科技成果奖

4) “移动式g数字辐射成象无损检测方法与装置”,2001年第七届中国专利优秀奖

5) “钴-60数字辐射照相集装箱检测系统”,获得2000年国家技术发明二等奖,2000年北京市科技进步一等奖

6) “钴-60数字辐射照相集装箱检测系统”,2000年香港国际发明展全场总冠军—“2000香港国际发明展大奖”

7) “高能X、g辐射成像阵列探测装置”,1996年国家教委科技进步一等奖:

8) “气体电离型高能X、g辐射成像阵列探测装置”,1995年的“中国专利发明创造金奖”, 中国专利局与世界知识产权组织联合颁发。

9) “核子秤与核子秤电离室”,1989年北京市科技进步二等奖:

10) “测厚仪电离室的研制与应用”,1985年国家教委科技进步二等奖:

11) “钴-60货运列车检查系统”,2002年清华大学科技成果推广应用效益显著奖

12) “核子秤与核子秤电离室”,1989年清华大学科技成果推广应用效益显著奖

个人奖励:

1) 安继刚院士2006年获中国“发明创业奖”特等奖,并授予“当代发明家”荣誉称号。

2) 吴志芳研究员2007年获第十届“中国青年科技奖”。2006年“清华大学学术新人奖”。

实验室与设备

实验室:

核技术应用研究室总面积3500多平米,另外规划在建专用实验楼2000平米。实验室拥有钴源DR/CT系统、箱包行李检查系统、轿车垂直透视安检系统,工业高精度CT检测系统、X射线凸度仪、测厚仪等大型设备,仪器设备包括百居里钴60探伤源三个、工业高能X射线机多套,高纯锗、碲锌镉、碘化钠等探测器、数字多道谱仪、2GHz高频示波器、逻辑分析仪等,截至2009年底,共有设备160件,设备价值总额达1679.9万人民币。

研究室建有多个专业实验室和配套生产车间。现有实验大厅2个,X射线工作实验室一个,其它专业实验室,包括电子学实验室、机械控制设计实验室、计算机软件开发实验室、探测器研发实验室、X荧光分析实验室等多个。研究室另有电离室加工生产车间、电子学焊接车间、氩弧焊车间,可以完成多种探测设备产品级的生产加工任务。

实验室在核技术应用领域积累了大量的学术资料,并积累有历年研究成果等技术储备多项。在能科楼、核研院昌平基地建有专用局域网两个,局域网设置服务器用于科研人员和研究生学术资料的共享交流。

设备:

以现有设备和学科发展为导向,已建成气体探测器研发生产平台、数字辐射成像DR和CT研究平台、工业核测控-测厚仪和凸度仪研发平台等多个科研设备平台。

1、气体探测器平台――各种气体探测器的研发、测试和生产车间。主要硬件条件包括气体探测器的机械设计、元部件、清洗、装配、焊接、充气、检漏、性能测试等设备。同时,开展与气体探测器等配套的电子学研发平台,具备逻辑分析仪、2GHz示波器、专用电焊工具等硬件基础。配合产业化建有电离室加工生产车间、电子学焊接车间、氩弧焊车间等,可以完成多种探测设备产品级的生产加工任务。

2、数字辐射成像DR和CT研究平台――在钴源等多种射线源的DR/CT辐射成像技术上取得多项进展。实验室具有大型检测设备多套,自制大型客体DR-CT检测系统,可进行航空集装箱或小汽车的透视和CT成像研究。自制箱包DR-CT安全检查系统,可以在机场、铁路、大型场馆对中小型物体进行安全检查。自制轿车垂直透视检测系统,已成功用于2008年奥运安检现场。另外,实验室还建有小型CT系统,医学影像透视系统,高精度CT检测系统等。利用以上设备可以开展辐射成像领域多学科多方向的研究。

3、工业核测控-测厚仪和凸度仪研发平台――从事冶金行业关键仪器设备的研究,对各种被国外垄断的重大装备进行攻关。为此建立了以板型测厚、凸度测量技术为基础,研发大型国产测厚凸度设备的科研平台。目前凸度仪已在实验室安装调试。包括专用X射线机,双阵列气体探测器、以及水、气等冷却干燥装置、配套机械控制系统、轧制钢板测速测温设备等。平台已接近工业现场实用要求,在钢铁行业国产设备的技术进步上可以开展更多领域的工作。另外研究室还曾研制过多种小型辐射测量仪表,包括核子秤、测厚仪、灰分仪、水分计等,具有开展多种核仪器仪表的研发制造能力。