产业基金可行性报告-监测谱仪

ɣ剂量率监测谱仪产品定型辐射安全研究所李航2015年5月提纲项目性质与概况项目的技术水平、应用前景及国内外发展趋势市场分析专利成果情况项目的实施进度计划经济效益预测项目总投资与分年度投资

项目性质本项目性质为产品定型设计，是基于辐射安全研究所在“十一五”在核能开发项目“散布式”应急监测系统研究和与中国核电工程有限公司委托开展的《事故后应急环境监测谱仪研制》项目取得的既有成果，往产品化推广，实现产品定型的关键环节。项目概况-设备基础“十一五”核能开发中《“散布式”应急监测系统研究》，该项目集成GM计数管和NaI(Tl)谱仪，在应急监测中通过及时灵活的布点，实现现场剂量率和核素识别信息的实时获取，并通过污染趋势分布的绘制和烟羽“反演”计算等模块为应急决策提供支持，该项目成功完成了具有核素识别功能的剂量率监测谱仪的样机研制。2013年，我所受中国核电工程有限公司委托，为其开发事故后应急环境监测谱仪，该项目选用了成熟探测器，数据采集、设备控制、核素识别和内部架构等全部自主设计，基本具备了产品化的基础。项目概况-设备开发思路：SPEC专业化（Specialized）平台化（Platform）扩展性（Extensive）可定制（Customized）项目概况-设备特征事故发生后可以快速在核设施周围组成环境监测网络；使用设备自带无线电传输数据，不依赖公用网络；设备自带电池，不依赖外部电源；防护等级高，环境适应能力强；可以识别人工核素以及人工核素导致的剂量率。

项目概况-设备技术指标指标技术指标实现探测器类型NaI(Tl)晶体探测器尺寸3”×3”剂量率范围NaI(Tl)：GM管10nSv/h-150μSv/h10μSv/h-3Sv/h能量分辨率：137Cs（662keV）≤7%FWHMNaI(Tl)相对误差±10%（NaI(Tl)探测器）通道数量4096道探测器工作温度-25℃-+50℃功耗整机平均功耗≤2.5W探测器单元防护IP68通讯接口Radio、3G、RJ45能谱存储能力SD卡存储空间：5G人工核素识别能力<5nSv/h137Cs项目概况-设备特征项目概况-设备项目实施方案概述探头的多元化探测器外壳及电池仓的改进整体结构产品工业化设计工业化生产的相关测试G函数的完善

实施方案概述探头的多元化计划在使用NaI（Tl）晶体的基础上，进一步使用LaBr晶体进行开发，以实现一机多探头的功能。

实施方案概述探测器外壳及电池仓的改进使用碳纤维进行外壳加工，使用碳纤维外壳能较好地提升低能区响应，具有质轻材硬的特点。

实施方案概述探测器外壳及电池仓的改进将设计不同的电池仓用于各类使用环境。

实施方案概述整体结构产品工业化设计在已经完成谱仪结构的基础上，聘请专业的工业设计公司对结构进行优化设计，形成最终的工业化生产结构。

实施方案概述工业化生产的相关测试计划在专业机构完成产品工业化生产前的相关型式测试：包括振动试验、抗电磁干扰测试及工作温度范围测试等。

实施方案概述G函数的完善目前的谱仪在低剂量率的情况时，由G函数计算得出的剂量率误差较大，项目组计划在该方面进行进一步的完善，以减少测量误差。

实施方案概述其他配件嵌入式PC德州仪器（Tl）AM335X处理器：800MHz功耗：1-1.5WUSB：2个RJ45：2个RS232：5个

实施方案概述其他配件嵌入式PC控制软件结构

实施方案概述其他配件通信模块集成RF、3GGPSGM管电路

项目的技术水平、应用前景

及国内外发展趋势技术水平“散布式”应急监测系统的研发被以潘自强院士为组长的鉴定组评定为“整体技术达到了国际先进水平”，“散布式”应急监测单元的研制有助于打破国外企业对市场的垄断。

项目的技术水平、应用前景

及国内外发展趋势技术水平事故后应急环境监测谱仪研制取得了较为完整的测试报告，得到了专家的一致认可。

应用前景ɣ剂量率监测谱仪具有广泛的用途，既可以用于常规测量，也可以用于应急事故测量。在常规测量中目前主要用于环保部各地的辐射监测站和各大核设施周围部署的固定式ɣ剂量率监测谱仪，其作用在于测量环境中ɣ剂量率及其能谱，应急情况下，在应急监测车上安装或配备移动式ɣ剂量率监测谱仪可以作为常规测量的补充，用于事故后的测量。

国内外发展趋势ɣ剂量率监测谱仪是成熟的产品，目前世界上有很多国家研发和生产相关产品，国内也有部分厂家研发和生产ɣ剂量率监测谱仪。但是目前一般的ɣ剂量率监测谱仪只是用于测量ɣ剂量率和能谱，大部分未实现对测量能谱进行自动核素识别、各核素对应的剂量率贡献进行计算及后期数据处理。随着市场对该方面需求的增强，厂家加强对ɣ剂量率监测谱仪信息采集后的有效处理及利用是发展趋势。

市场分析德国Envinet公司研发SARA系列设备；法国的Saphymo公司；国内生产NaI谱仪的有陕西卫峰核电子有限公司和北京核仪器厂；根据2012年～2014年市场上Envinet公司Sara系列产品的销售情况来看，一年监测谱仪市场销售量至少为40－60台。

市场分析-同类产品比对型号探测器量程传输方式软件系统成本（万元）应急谱仪GM+NaI10nSv/h-150µSv/h
10µSv/h-3Sv/hRF+3G开放≤12SARAGM+NaI50µSv/h-100mSv/h
10nSv/h-100µSv/h(NaI)2G不开放≥20（采购价格）GammaScanGM+NaI10nSv/h-10Sv/h
10nSv/h-100µSv/h(NaI)RF+2G不开放≥20（采购价格）WFGM50nSv/h-10Sv/hWIFI开发<10万

市场分析-经济效益分析设备名称探测器成本（万元）利润率销售量（台）利润（万元）应急谱仪GM+NaI≤12≥40%≥10≥80NaI≤12≥40%双GM管≤5≥40%

专利成果情况利用了“十一五”核能开发项目中“散布式”应急监测系统中开发的两个专利：“一种智能通信系统”发明专利“谱仪监测系统固定支架”外观专利

项目的实施进度计划序号时间完成任务12015年1月-6月完成探头的采购、G函数的完善及电池仓完善的设计，软件设计进一步优化，提高算法先进性22015年7月-10月完成探头的改进、探测器外壳及电池仓的改进，整体结构工业化设计，软件设计进一步优化，提高算法先进性32015年11月-2016年2月完成软件调试、关键设备参数测试和集成实验42016年3月-6月完成监测谱仪的工业化生产的相关测试

项目的人员安排序号姓名性别出生年月职称专业工作内容1李航男1981.9工程师辐射防护项目总协调，技术指导2王凯男1982.8工程师辐射防护集成试验、外协与协调联络人3杨宏伟男1975.4副研究员辐射防护软件改进工作4熊文俊男1983.9助理工程师辐射防护G函数改进工作5陈凌男1967.7研究员辐射防护技术指导6姜希文男1939.10研究员辐射防护技术指导7夏益华男1935.1研究员辐射防护技术指导8刘建宇男1981.1经理核物理市场推广

项目总