國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化狀況及前景分析

1、國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品項(xiàng)目國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化狀況及前景分析產(chǎn)業(yè)化狀況及前景分析 項(xiàng)目名稱：預(yù)衍射 X 射線熒光分析儀 目目 錄錄概述概述.1 11 1 申報(bào)項(xiàng)目的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化路線申報(bào)項(xiàng)目的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化路線 .3 31.1 產(chǎn)品試制的技術(shù)路線 .31.2 產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化路線 .52 2 技術(shù)水平技術(shù)水平 .5 52.1 產(chǎn)品的功能特點(diǎn)及主要技術(shù)性能指標(biāo) .52.2 產(chǎn)品的創(chuàng)新性 .62.3 先進(jìn)性 .72.4 產(chǎn)品知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況 .83 3 市場(chǎng)需求和風(fēng)險(xiǎn)市場(chǎng)需求和風(fēng)險(xiǎn) .9 93.1 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)需求 .93.2 企業(yè)現(xiàn)有條件、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力 .93.3 風(fēng)險(xiǎn)分析 .114 4 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)

2、效益分析經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析 .11114.1 經(jīng)濟(jì)效益分析 .114.2 社會(huì)效益分析 .12結(jié)論結(jié)論.13131概述概述X 熒光分析技術(shù)是一種常見的放射性檢測(cè)方法，它憑借極高的靈敏度、準(zhǔn)確度，以及能夠進(jìn)行無損分析、多元素同時(shí)分析的能力等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于冶金、地質(zhì)、礦物、石油、化工、醫(yī)療、刑偵、考古等領(lǐng)域。特別是近幾年來，在環(huán)境輻射評(píng)價(jià)、材料科學(xué)等新興學(xué)科中的應(yīng)用，得到了快速地發(fā)展。為了應(yīng)對(duì)化石燃料的短缺和保證能源安全，核電因其清潔性和高能量密度而受到青睞，進(jìn)入了一個(gè)積極發(fā)展期，由此也帶來了對(duì)核電站卸下的乏燃料進(jìn)行有效管理的問題。乏燃料含有大量未用完的可增殖材料238U 或232Th，未燒完

3、的和新生成的易裂變材料239Pu、235U 或233U 以及核燃料在輻照過程中產(chǎn)生的镎、镅、鋦等超鈾元素，另外還有裂變?cè)?0Sr、137Cs、99Tc 等。目前，對(duì)于乏燃料的管理，國(guó)際上主要有兩種戰(zhàn)略考慮：其一是后處理戰(zhàn)略。即對(duì)乏燃料中所含的 96%的有用核燃料進(jìn)行分離并回收利用，裂變產(chǎn)物和次錒系元素固化后進(jìn)行深地質(zhì)層處置或進(jìn)行分離嬗變，這是一種閉路核燃料循環(huán)。其特點(diǎn)是鈾資源利用率提高，減少了高放廢物處置量并降低其毒性。其二是一次通過戰(zhàn)略。即乏燃料經(jīng)過冷卻、包裝后作為廢物送入深地質(zhì)層處置或長(zhǎng)期貯存。該戰(zhàn)略特點(diǎn)是費(fèi)用可能較低，概念簡(jiǎn)單；但缺點(diǎn)是廢物放射性及毒性高，延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾百萬年。乏燃料后

4、處理是我國(guó)早已確定的技術(shù)路線。1983 年，國(guó)務(wù)院科技領(lǐng)導(dǎo)小組召開全國(guó)專家論證會(huì)，經(jīng)過對(duì)我國(guó)核電發(fā)展計(jì)劃、國(guó)內(nèi)外鈾資源情況、國(guó)內(nèi)后處理工藝技術(shù)發(fā)展水平、后處理的安全性、經(jīng)濟(jì)性等諸多方面的充分論證，確定了“發(fā)展核電必須相應(yīng)發(fā)展后處理”的戰(zhàn)略，并在 1987 年日內(nèi)瓦國(guó)際會(huì)議上對(duì)外公布了這一決定。乏燃料后處理技術(shù)，是高放射性條件下的高技術(shù)，其意義是世界上核電站的核燃料處理與保存本身就是一個(gè)十份困難的事情，有了這一技術(shù)，不僅能充分利用核燃料的功能，提高核燃料利用能力，為人類造福，更重要的是為減小了體積，降低了放射性，為保存核廢物創(chuàng)造了條件，對(duì)環(huán)境也是一個(gè)大貢獻(xiàn)。2010 年 12 月 21 日，中國(guó)

5、第一座動(dòng)力堆乏燃料后處理中間試驗(yàn)工廠中核四四中試工程熱調(diào)試取得成功。熱調(diào)試的成功，實(shí)現(xiàn)了核燃料閉式循環(huán)的目標(biāo)，有力地推動(dòng)了核燃料產(chǎn)業(yè)及核電的快速發(fā)展，為中國(guó)先進(jìn)后處理工程技術(shù)的開發(fā)提供了重要的研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，標(biāo)志著中國(guó)已掌握了動(dòng)力堆乏燃料后處理技術(shù)。 在乏燃料分離、回收、提純、處理等各過程中，都需要檢測(cè) U、Np、Pu 的濃度，但后處2理過程中，對(duì)應(yīng)的檢測(cè)對(duì)象是有毒有害的放射性液體樣品，如何在保證安全、避免污染的條件下實(shí)現(xiàn)高靈敏度高精度的檢測(cè)分析是一個(gè)關(guān)鍵的問題。目前可用于分析檢測(cè)的方法有ICP、MS、XRF、化學(xué)分析等等，其中 ICP、MS 分析需要把分析對(duì)象離子化，對(duì)于有毒有害的放射性元素來

6、說，難以避免污染；化學(xué)分析手段需要分析員進(jìn)行化學(xué)處理等，需要長(zhǎng)時(shí)間接觸這些有毒有害的放射性元素，不利于人員的安全，也容易造成污染；直接用 XRF 方法，具有很高很強(qiáng)的散射背景，如果采用濾片，射線損失又很大，都會(huì)降低元素分析靈敏度，不能滿足后處理過程中 U、Np、Pu 的濃度檢測(cè)的需求。國(guó)外在乏燃料后處理的 U、Np、Pu 元素分析，主要采用預(yù)衍射 XRF 分析技術(shù)，但對(duì)外處于技術(shù)保密和封鎖狀態(tài)，該類設(shè)備屬于禁買賣設(shè)備。我公司基于公司原有的 XRF 設(shè)備研制技術(shù)及數(shù)字化多道譜儀技術(shù)，對(duì)射線的預(yù)衍射技術(shù)進(jìn)行了研究，研制了預(yù)衍射器，實(shí)現(xiàn)了降低溶液樣品的高散射特性引起的高本底影響，減小強(qiáng)放射性造成的探

7、測(cè)漏計(jì)，又盡可能少的減少有用射線的強(qiáng)度，從而達(dá)到了 U、Np、Pu 的非接觸式高靈敏度高精度分析，全密封測(cè)量，所需樣品量小，無排放，避免有毒有害物質(zhì)的泄露污染。該產(chǎn)品不僅可以用于乏燃料后處理過程中的放射性核素 U、Np、Pu 濃度的檢測(cè)，還適用于分析液體樣品中的中高原子序數(shù)的有毒有害元素，如：Pb、As 等，可以作為生產(chǎn)過程中的這些有毒有害元素濃度的檢測(cè)設(shè)備，也作為專門的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，從而可以擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)化前景。該產(chǎn)品以預(yù)衍射器為技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)字化多道譜儀為技術(shù)核心，完成了 X 光管激發(fā)晶體預(yù)衍射能量色散 X 射線熒光分析系統(tǒng)。產(chǎn)品非接觸式分析放射性液體樣品中的 U、N

8、p、Pu或其它中高原子序數(shù)的有毒有害元素，可分析原子序數(shù) 29-95 范圍的元素；分析含量范圍1mg/L-2g/L；采用 200W 水冷 X 光管；自動(dòng)定性定量分析；全密封測(cè)量避免有毒有害物質(zhì)的泄露污染；物理檢測(cè)無排放。本產(chǎn)品作為乏燃料的分析檢測(cè)設(shè)備，打破了國(guó)外技術(shù)封鎖，對(duì)乏燃料分離、回收、提純處理、貯存等各過程的技術(shù)進(jìn)步具有促進(jìn)和帶動(dòng)作用，促進(jìn)核工業(yè)的發(fā)展；還可作為液體樣品中有毒有害元素的檢測(cè)設(shè)備，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有明顯貢獻(xiàn)，擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域，促進(jìn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。該產(chǎn)品所有的研發(fā)成果均為企業(yè)自主發(fā)明，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸企業(yè)所有。擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，創(chuàng)新性強(qiáng)，技術(shù)含量高，有望形成國(guó)內(nèi)自主品牌的新產(chǎn)

9、品。31 申報(bào)項(xiàng)目的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化路線申報(bào)項(xiàng)目的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化路線1.1 產(chǎn)品試制的技術(shù)路線產(chǎn)品試制的技術(shù)路線1 1）技術(shù)原理）技術(shù)原理典型的 X 射線熒光（XRF）儀由激發(fā)源（X 射線管）和探測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。X 射線管產(chǎn)生入射X 射線（一次 X 射線） ，激發(fā)被測(cè)樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)放射出二次 X 射線，并且不同的元素所放射出的二次 X 射線具有特定的能量特性或波長(zhǎng)特性，X 射線照在物質(zhì)上而產(chǎn)生的次級(jí) X 射線被稱為 X 射線熒光。由于不同元素發(fā)出的特征 X 射線能量和波長(zhǎng)各不相同，因此通過對(duì) X 射線的能量或者波長(zhǎng)的測(cè)量即可知道它是何種元素發(fā)出的，進(jìn)行元素的定性分析。同時(shí)樣品

10、受激發(fā)后發(fā)射某一元素的特征 X 射線強(qiáng)度跟這元素在樣品中的含量有關(guān)，因此測(cè)出它的強(qiáng)度就能進(jìn)行元素的定量分析。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來的二次 X 射線的能量或波長(zhǎng)及數(shù)量，儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)到的譜線進(jìn)行分析處理，從而得到樣品中元素的種類及含量。光在傳播路徑中，遇到不透明或透明的障礙物或者小孔（窄縫） ，繞過障礙物，產(chǎn)生偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為光的衍射。利用衍射手段，可以降低非分析能量段的 X 射線強(qiáng)度，減小散射背景，保留有用信息。2 2）技術(shù)路線）技術(shù)路線在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，基于公司的 X 射線熒光儀產(chǎn)品技術(shù)，同時(shí)對(duì)衍射器和探測(cè)結(jié)構(gòu)及數(shù)字化譜儀兩個(gè)方面進(jìn)行研究。衍射器和探測(cè)結(jié)構(gòu)主要根據(jù)需要測(cè)量射

11、線的能量范圍，對(duì)材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇和實(shí)驗(yàn)；數(shù)字化能譜技術(shù)采用“理論算法模擬仿真算法實(shí)現(xiàn)”的整體研究方案，利用已有研究基礎(chǔ)，積極開展信息獲取、數(shù)字成形和譜線處理等測(cè)試實(shí)驗(yàn)。根據(jù)各階段實(shí)驗(yàn)情況，及時(shí)調(diào)整完善研究?jī)?nèi)容，直至全面完成研究任務(wù)。3 3）核心技術(shù)）核心技術(shù)該產(chǎn)品以預(yù)衍射器為技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)字化多道譜儀為技術(shù)核心，主要由 X 光管激發(fā)源、液體樣品、準(zhǔn)直器、晶體衍射器、探測(cè)器和數(shù)字化多道譜儀組成，如圖 1 所示。其中，X 光管采用 200W 的水冷 X 光管，探測(cè)器采用目前世界上最先進(jìn)的 FAST-SDD 探測(cè)器來實(shí)現(xiàn) X 射線的探測(cè)，以石墨晶體為主完成衍射器的設(shè)計(jì)，通過激發(fā)、樣品、探測(cè)三者間的幾

12、何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及衍射器，實(shí)現(xiàn)散射本底的降低，提高檢出限。4圖 1 產(chǎn)品組成框圖自主研制的數(shù)字化多道譜儀采用高速 ADC 數(shù)字化，建立脈沖成形和脈沖分離算法，主要包括梯形成形、卡爾曼濾波、數(shù)字基線恢復(fù)、數(shù)字極零相消等，利用 FPGA 技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字核信號(hào)處理，從而實(shí)現(xiàn)高速高分辨率的譜數(shù)據(jù)獲取，其原理框圖如圖 2 所示，主要算法如下。圖 2 數(shù)字化多道板原理框圖數(shù)字 S-K 濾波經(jīng)典的濾波技術(shù)采用的是基于模擬技術(shù)的 S-K 濾波方法，但是由于模擬電路本身存在的很多缺點(diǎn)，而無法得以廣泛應(yīng)用。項(xiàng)目研究采用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn) S-K 濾波方法，替換經(jīng)典的模擬技術(shù) S-K 濾波方法，有效實(shí)現(xiàn)核信號(hào)高斯成形和能譜數(shù)據(jù)的

13、濾波處理。梯形成形利用高效遞歸算法，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)字脈沖成形，可以實(shí)時(shí)產(chǎn)生梯形脈沖。利用該技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬脈沖合成技術(shù)，經(jīng)過初步的實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，使用這些技術(shù)，可以提高數(shù)字化譜儀的分辨率，達(dá)到最佳的信噪比。卡爾曼濾波卡爾曼濾波器是一個(gè)最優(yōu)化自回歸數(shù)據(jù)處理算法，采用時(shí)域上的遞推算法，主要用來預(yù)估那些只能被系統(tǒng)本身間接觀測(cè)的系統(tǒng)狀態(tài)。通過遞推計(jì)算，由新獲得的數(shù)據(jù)和前一時(shí)刻的估計(jì)值，得出新的估計(jì)值，最后得到系統(tǒng)狀態(tài)的最優(yōu)估計(jì)。在輻射脈沖幅度分析中基線評(píng)估技術(shù)是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)由于前置放大器輸出的脈沖信號(hào)較微弱基線評(píng)估的精確性則顯得尤其衍射器探測(cè)器數(shù)字化多道譜儀液體樣品 準(zhǔn)直器X 光管5重要。為了減小基線估

14、計(jì)的誤差，我們采用了卡爾曼濾波器來實(shí)現(xiàn)脈沖基線估計(jì)。1.2 產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化路線產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化路線1 1）產(chǎn)品生產(chǎn)策略）產(chǎn)品生產(chǎn)策略公司利用成都理工大學(xué)的技術(shù)人才優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，將他們的成熟先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化、整合、注入到項(xiàng)目產(chǎn)品中。利用公司對(duì)核電子技術(shù)、自控技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)的整合能力和在核儀器產(chǎn)品開發(fā)生成過程中積累的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，使生產(chǎn)的核儀器在外觀、性能指標(biāo)、可靠性上與國(guó)際接軌；公司擁有完備的研發(fā)生產(chǎn)場(chǎng)地和完善的生產(chǎn)檢測(cè)設(shè)備，擁有一支高素質(zhì)的生產(chǎn)隊(duì)伍，在科學(xué)至上，技術(shù)創(chuàng)新的公司宗旨下，能快速生產(chǎn)滿足用戶需求的高質(zhì)滿意產(chǎn)品；利用成都理工大學(xué)核技術(shù)專業(yè)在地質(zhì)勘探和能譜分析方面的

15、全國(guó)的影響力，推廣我們公司產(chǎn)品；公司將為我國(guó)冶金、礦山、建材、環(huán)保、質(zhì)檢、醫(yī)療等部門提供了先進(jìn)的測(cè)量控制儀器和技術(shù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，我們公司和這些相關(guān)領(lǐng)域的相關(guān)單位建立了良好的合作關(guān)系，通過他們的影響公司能夠開拓潛在的客戶；加強(qiáng)對(duì)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品的生成和銷售，積極推進(jìn)和科研院校，事業(yè)單位的合作，加強(qiáng)對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)力度。2 2）產(chǎn)品營(yíng)銷策略）產(chǎn)品營(yíng)銷策略利用網(wǎng)絡(luò)工具如通過百度、谷歌、阿里巴巴、核儀器信息網(wǎng)、關(guān)鍵字鏈接、企業(yè)微博等渠道宣傳推廣項(xiàng)目產(chǎn)品，提高產(chǎn)品知名度，增加產(chǎn)品的影響力；積極參加核儀器及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)、全國(guó)應(yīng)用地球化學(xué)年會(huì)、核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)等相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議，舉行產(chǎn)品說明會(huì)

16、，介紹推廣項(xiàng)目產(chǎn)品；利用雜志核技術(shù) 、 核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù) 、 原子能科學(xué)技術(shù) 、 測(cè)試技術(shù)與儀器等發(fā)布產(chǎn)品信息，郵寄產(chǎn)品樣本及光盤，使產(chǎn)品在全國(guó)有一定的認(rèn)同度；利用成都理工大學(xué)的社會(huì)關(guān)系優(yōu)勢(shì)積極建立與全國(guó)各大中專院校和科研機(jī)構(gòu)和事業(yè)單位的聯(lián)系，結(jié)合他們相關(guān)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)的需要積極介紹推廣我們的產(chǎn)品；建設(shè)公司營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)，培訓(xùn)專業(yè)營(yíng)銷隊(duì)伍，做好客戶關(guān)系管理，用自己的誠(chéng)信和過硬的技術(shù)使客戶成為我們公司的忠實(shí)用戶。2 技術(shù)水平技術(shù)水平2.1 產(chǎn)品的功能特點(diǎn)及主要技術(shù)性能指標(biāo)產(chǎn)品的功能特點(diǎn)及主要技術(shù)性能指標(biāo)1 1）功能特點(diǎn)）功能特點(diǎn) 產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)理念，具有高擴(kuò)展性；6 采用 200W 水冷 X 光管，

17、具有更好的激發(fā)效率； 引進(jìn) FAST-SDD 探測(cè)器，提高探測(cè)效率和能量分辨率； 采用衍射器，降低散射背景的影響，提高檢出限； 采用數(shù)字化譜儀技術(shù)，具有更高的穩(wěn)定性和靈活性； 樣品非接觸式全密封測(cè)量，不需真空、氣化等，避免有毒有害物質(zhì)的泄露污染，有很強(qiáng)的安全性能。2 2）主要性能指標(biāo)）主要性能指標(biāo) 分析測(cè)試對(duì)象：乏燃料中的 U、Np、Pu 或液體樣品中其它中高原子序數(shù)的元素； 分析元素：乏燃料中的 U、Np、Pu 或其他樣品中的原子序數(shù) 29-95 范圍的元素； 分析范圍：1mg/L-2g/L； 管電壓：0-50Kv 管電流： 11000 A； 分析誤差：優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求； 工作環(huán)境溫度：0-

18、40； 工作環(huán)境相對(duì)濕度：80%（不結(jié)露） 測(cè)量時(shí)間：10-2550s（時(shí)間可調(diào)） 探測(cè)器類型：更先進(jìn)的 Superfast SDD 探測(cè)器； 自動(dòng)定性定量分析； 全密封測(cè)量避免有毒有害物質(zhì)的泄露污染； 物理檢測(cè)無排放。2.2 產(chǎn)品的創(chuàng)新性產(chǎn)品的創(chuàng)新性本產(chǎn)品在前期研究的基礎(chǔ)上，對(duì)晶體衍射器，激發(fā)、樣品、探測(cè)三者間的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)；采用高能量分辨率的探測(cè)技術(shù)；建立脈沖成形和脈沖分離算法，利用 FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字核信號(hào)處理，自主研制數(shù)字化多道譜儀，從而實(shí)現(xiàn)了高速高分辨率低背景的譜數(shù)據(jù)獲取，提高了分析的靈敏度，降低了檢出限。1 1）衍射器及探測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）衍射器及探測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)的 X

19、衍射測(cè)量系統(tǒng)中，單色器通常被用來消除樣品產(chǎn)生的熒光起到降低背景的作用，但是單色器同時(shí)也削弱了衍射射線的強(qiáng)度，影響有效射線的探測(cè)精度。所以產(chǎn)品主要對(duì)衍射器所用的材料、結(jié)構(gòu)，以及激發(fā)源樣品衍射器探測(cè)器的探測(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了散射背景降低的同時(shí)，盡可能多的保留有用的射線信息，以提高靈敏度，7降低檢出限，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)屬于首創(chuàng)。2 2）高能量分辨率的探測(cè)技術(shù)）高能量分辨率的探測(cè)技術(shù)綜合考慮探測(cè)精度、系統(tǒng)成本及系統(tǒng)使用壽命等因素，采用水冷小功率 X 光管，用高能量分辨率的 FAST-SDD 探測(cè)器代替常用的氣體探測(cè)器、NaI(Tl)探測(cè)器，提高能量分辨率，不使用單色器，結(jié)合我們的數(shù)字成形及分離技

20、術(shù)，可以將計(jì)數(shù)率提高到 2*106CPS，而信噪比也得到大幅提高。在原來的測(cè)量水平上可以將 X 光管的功率降低使用，極大提高了光管使用壽命，提高了測(cè)量分辨率及效率，該技術(shù)屬于國(guó)內(nèi)改進(jìn)技術(shù)。3 3）數(shù)字化多道譜儀技術(shù)）數(shù)字化多道譜儀技術(shù)基于 ADC+FPGA 高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)，以及數(shù)字化濾波與成形技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)了數(shù)字化多道譜儀，關(guān)鍵技術(shù)屬于國(guó)內(nèi)重大改進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)，目前在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為如下幾方面：提出雙重遺忘法。在研究現(xiàn)有卡爾曼濾波算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有算法容易造成濾波發(fā)散或?yàn)V波收斂速度慢的缺點(diǎn)，提出了雙重遺忘法并建立了新的基于 sage-husa 的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法模型。該算法

21、實(shí)現(xiàn)了核脈沖的基線恢復(fù)，降低噪聲影響，提高抗干擾能力，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力。提出單脈沖函數(shù)卷積法。利用現(xiàn)有的函數(shù)卷積法并在此基礎(chǔ)作了更進(jìn)一步的研究，提出了兩種脈沖成形方法實(shí)現(xiàn)梯形（三角形）成形：?jiǎn)蚊}沖成形和連續(xù)脈沖成形方法。基于數(shù)字脈沖成形技術(shù)，采用數(shù)字脈沖分離技術(shù)，改善核脈沖彈道虧損，分離堆積脈沖，提高探測(cè)效率；設(shè)計(jì)了三種觀測(cè)窗口。觀測(cè)窗口用來觀測(cè)原始輸入信號(hào)脈沖、數(shù)字成形脈沖和能譜圖。專業(yè)人員可以根據(jù)測(cè)量場(chǎng)合或探測(cè)器類型的不同，實(shí)時(shí)觀察輸入脈沖的脈寬、上升沿的特征，修改與成形相關(guān)的參數(shù)，使整個(gè)系統(tǒng)的性能最優(yōu)化。系統(tǒng)采用高性能的 ADC 與 FPGA 器件，信號(hào)經(jīng)過放大器之后由 FPGA 控制高

22、速高精度 ADC 進(jìn)行信號(hào)采樣，由 FPGA 實(shí)現(xiàn)高速算法。2.3 先進(jìn)性先進(jìn)性該產(chǎn)品不但可以實(shí)現(xiàn)非接觸式乏燃料液體樣品中 U、Np、Pu 的高精度分析，還可以避免有毒有害物質(zhì)的泄露和污染，技術(shù)含量高，安全性能和性價(jià)比優(yōu)于其他同類分析產(chǎn)品。目前在國(guó)內(nèi)還沒有該技術(shù)產(chǎn)品，國(guó)外屬于技術(shù)保密和禁買賣產(chǎn)品。82.4 產(chǎn)品知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況產(chǎn)品知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況1 1）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)狀況）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)狀況由于屬于特殊行業(yè)產(chǎn)品，采用自制的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，整機(jī)各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)滿足企業(yè)貫徹執(zhí)行的 ISO9001 質(zhì)量認(rèn)證體系和行業(yè)內(nèi)有關(guān)的各項(xiàng)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求。2 2）產(chǎn)品商標(biāo)、品牌狀況）產(chǎn)品商標(biāo)、品牌狀況企業(yè)以 X 熒光分析儀、手

23、持伽馬輻射儀、低本底伽馬能譜儀、測(cè)氡儀、中子能譜儀及建材放射性檢測(cè)儀等核分析及檢測(cè)儀器的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體，是國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的核儀器制造商，國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、軟件企業(yè)，已通過 ISO9001 及中核集團(tuán)合格供應(yīng)商的認(rèn)證。3 市場(chǎng)需求和風(fēng)險(xiǎn)市場(chǎng)需求和風(fēng)險(xiǎn)3.1 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)需求產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)需求目前，國(guó)家對(duì)核電站安全，環(huán)境安全高度重視，核能發(fā)電產(chǎn)生的乏燃料的處置問題一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。在乏燃料分離、回收、提純、處理等各過程中，都需要檢測(cè)U、Np、Pu 的濃度，但后處理過程中，對(duì)應(yīng)的檢測(cè)對(duì)象是有毒有害的放射性液體樣品，如何在保證安全、避免污染的條件下實(shí)現(xiàn)高靈敏度高精度的檢測(cè)分析是一個(gè)

24、關(guān)鍵的問題。該項(xiàng)目產(chǎn)品就是分析乏燃料中 U、Np、Pu 中濃度的重要儀器，其不受樣品放射性影響,具有樣品非破壞、不產(chǎn)生二次廢液等優(yōu)點(diǎn),是高放廢液中微量 U、Np、Pu 分析的一種理想分析方法。根據(jù)該項(xiàng)目的規(guī)模、工藝、產(chǎn)量和生產(chǎn)能力、科技含量，小批量生產(chǎn)后的市場(chǎng)反饋情況看，本項(xiàng)目產(chǎn)品較好解決了市場(chǎng)產(chǎn)品的普遍質(zhì)量瓶頸問題，在乏燃料處理領(lǐng)域?qū)⒄碱I(lǐng)主要市場(chǎng)。該產(chǎn)品不僅可以用于乏燃料后處理過程中的放射性核素 U、Np、Pu 濃度的檢測(cè)，還適用于分析液體樣品中的中高原子序數(shù)的有毒有害元素，如：Pb、As 等，可以作為生產(chǎn)過程中的這些有毒有害元素濃度的檢測(cè)設(shè)備，也作為專門的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，從而可以擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域

25、，具有廣泛的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)化前景。3.2 企業(yè)現(xiàn)有條件、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力企業(yè)現(xiàn)有條件、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力1 1）企業(yè)現(xiàn)有條件）企業(yè)現(xiàn)有條件公司以 X 熒光分析儀、手持伽馬輻射儀、低本底伽馬能譜儀、測(cè)氡儀、中子能譜儀及建材放射性檢測(cè)儀等核分析及檢測(cè)儀器的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體，是國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的核儀9器制造商，國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、軟件企業(yè)，已通過 ISO9001 及中核集團(tuán)合格供應(yīng)商的認(rèn)證。公司組織機(jī)構(gòu)完善，技術(shù)全面 ，是一支技術(shù)力量雄厚、研究與開發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)隊(duì)伍?，F(xiàn)擁有工程技術(shù)人員 50 余人，其中具有博士學(xué)位 7 人，具有高級(jí)職稱人員 4 人，中、初級(jí)科技人員 7 人，銷售工程師 4 人，售后服務(wù)工程師

26、6 人，并擁有自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，積累了一系列試研究設(shè)計(jì)以及研制儀器儀表的實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)設(shè)備和基礎(chǔ)條件。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)人員結(jié)構(gòu)合理。團(tuán)隊(duì)成員專業(yè)互補(bǔ)，包括核技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、電氣自動(dòng)化、機(jī)械制造等專業(yè)，知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、人員梯隊(duì)搭配科學(xué)、人員分工責(zé)任清晰，為產(chǎn)品的研究開發(fā)、生產(chǎn)等順利開展提供了堅(jiān)實(shí)保障。2 2）研發(fā)優(yōu)勢(shì)）研發(fā)優(yōu)勢(shì)公司以成都理工大學(xué)、中國(guó)工程物理研究院、原子能科學(xué)研究院和中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院為技術(shù)依托，利用成都理工大學(xué)的技術(shù)人才優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，將他們的成熟先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化、整合、注入到項(xiàng)目產(chǎn)品中，具有很強(qiáng)的方法技術(shù)和軟硬件開發(fā)能力，經(jīng)國(guó)家核技術(shù)工業(yè)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心批準(zhǔn)成立核探測(cè)與分析技術(shù)研發(fā)部，

27、參研人員均是單位的主干科研和管理骨干，在智能儀器開發(fā)和承擔(dān)大型課題方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，先后承擔(dān)的主要項(xiàng)目如下表所示，具有很強(qiáng)的研發(fā)優(yōu)勢(shì)。企業(yè)將儀器研究、應(yīng)用開發(fā)的各項(xiàng)成果在儀器產(chǎn)業(yè)化中進(jìn)行體現(xiàn)，并將著力將產(chǎn)業(yè)化向前延伸。在儀器開發(fā)初期，企業(yè)就會(huì)介入其中，在儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪圖、精加工、選材、外觀、人機(jī)接口等環(huán)節(jié)與研究人員配合工作，為后期產(chǎn)品生產(chǎn)打下基礎(chǔ)，縮短開發(fā)孵化過程。團(tuán)隊(duì)以用戶需求為向?qū)?，在前處理、方法、軟件、通信、電源、結(jié)構(gòu)等方面根據(jù)用戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì)、研發(fā)，同時(shí)將后期產(chǎn)品生產(chǎn)制造工藝等融入前期研發(fā)過程，形成儀器研發(fā)、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化的有機(jī)結(jié)合。 3 3）產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力）產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力目前，對(duì)于 X 射

28、線熒光分析方法，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了完善的方法理論和實(shí)現(xiàn)方法，眾多知名核儀器生產(chǎn)廠家（Thermo-Electron、CANBERRA、ORTEC 和 AMPTEK 等）都推出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成熟的商業(yè)化產(chǎn)品。但是，在一些關(guān)鍵技術(shù)的研究上仍對(duì)我們進(jìn)行了封鎖，致使國(guó)內(nèi)許多核儀器產(chǎn)品（尤其是高端產(chǎn)品）長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，國(guó)外產(chǎn)品占有率很高。本公司利用自身的優(yōu)勢(shì)，自主研發(fā)了該項(xiàng)目產(chǎn)品，掌握了核心技術(shù)。目前，該項(xiàng)目產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的技術(shù)空白，性能優(yōu)于其它同類型產(chǎn)品，2013 年 8 月交付北京原子能科學(xué)研究院的測(cè)量溶液中 U、Np、Pu 濃度的裝置取得良好的效果，測(cè)量的精度等參數(shù)達(dá)到了預(yù)期目10標(biāo)，功能完全

29、能夠滿足客戶的需求。運(yùn)用學(xué)校專有核心技術(shù)以及人才優(yōu)勢(shì)，可以有效防范和化解潛在的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。在價(jià)格上，該產(chǎn)品低于進(jìn)口產(chǎn)品，具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。公司利用成都理工大學(xué)的社會(huì)關(guān)系優(yōu)勢(shì)，積極建立與全國(guó)各大中專院校、科研機(jī)構(gòu)和企事業(yè)單位的聯(lián)系，結(jié)合他們相關(guān)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)的需要積極介紹推廣我們的產(chǎn)品；公司的專業(yè)銷售和服務(wù)團(tuán)隊(duì)可以有效防范和化解潛在的銷售風(fēng)險(xiǎn)。3.3 風(fēng)險(xiǎn)分析風(fēng)險(xiǎn)分析1 1）市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)）市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)目前，該產(chǎn)品主要在乏燃料的后處理過程中進(jìn)行 U、Np、Pu 元素濃度的分析中應(yīng)用，應(yīng)用范圍還比較有限，雖然在乏燃料后處理整個(gè)過程中目前具有其市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，如果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，還應(yīng)該擴(kuò)大其引用領(lǐng)域，提高售前售后服務(wù)，為用

30、戶提供解決方案，使用指導(dǎo)，儀器維修等服務(wù)。 2 2）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)隨著我國(guó)科研院所和企業(yè)在國(guó)家宏觀政策的引導(dǎo)下，加大該類儀器的研發(fā)力度，勢(shì)必將會(huì)改善我國(guó)企業(yè)在該類儀器方面的競(jìng)爭(zhēng)力。為了增強(qiáng)企業(yè)在該類儀器方面的競(jìng)爭(zhēng)力，大力開展改進(jìn)創(chuàng)新非常必要。將儀器的數(shù)據(jù)處理速度、數(shù)字成形、脈沖判棄及幅度甄別技術(shù)進(jìn)行融合并實(shí)現(xiàn)改進(jìn)創(chuàng)新，可以在基線估計(jì)方面取得突破，成為未來該類儀器的發(fā)展趨勢(shì)，在這樣的改進(jìn)創(chuàng)新領(lǐng)域取得領(lǐng)先，占據(jù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)主導(dǎo)權(quán)，對(duì)于提升企業(yè)實(shí)力，為未來二十至三十年持續(xù)盈利奠定基礎(chǔ)。因此，在目前的形式下，越早開展改進(jìn)創(chuàng)新，越有利。反之，將會(huì)造成我國(guó)企業(yè)在未來相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期處于被動(dòng)地位。 3 3、管理風(fēng)

31、險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)本產(chǎn)品研究人員作為主持人或主要研究人員參與了前述的各項(xiàng)研究工作，具有較強(qiáng)的科技創(chuàng)新能力，擁有比較豐富的承擔(dān)研究項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)。但是絕大多數(shù)科技工作者看好本項(xiàng)目，由于該項(xiàng)目技術(shù)含量高，且核心技術(shù)只有少數(shù)人員掌握，一旦技術(shù)骨干跳槽，將給發(fā)展帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)。鑒于此，我們將采取技術(shù)骨干以技術(shù)入股，成為股東，風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，以此降低高技術(shù)人才流失的風(fēng)險(xiǎn)，管理風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大幅度降低。114 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析經(jīng)濟(jì)效益分析根據(jù)該項(xiàng)目科技含量、核心技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)以及市場(chǎng)需求來看，本產(chǎn)品解決了同類產(chǎn)品的技術(shù)瓶頸問題，該產(chǎn)品不僅將占有乏燃料分離、回收、貯存等所有過程中的放射性核素的檢測(cè)市場(chǎng)，還可以拓展到石油、化工等許多需要進(jìn)行廢液中有毒有害物質(zhì)檢測(cè)的領(lǐng)域，所以具有廣闊的市場(chǎng)前景。該項(xiàng)目完全投產(chǎn)后，至少可年產(chǎn)預(yù)衍射 X 射線熒光分析儀 5 臺(tái)以上，按每臺(tái)至少 80 萬元計(jì)算，銷售收