湖南日报全媒体记者 周怡然 通讯员 夏文辉
9月17日,南华大学核安全探测技术研究实验室,一台搭载高精度探测器的机器人,正在模拟核辐射环境中的自主巡检。它的“眼睛”是一块不到巴掌大的半导体芯片,却能精准识别不同射线,并判断辐射强度与位置,将数据及时准确传回后台。
来自该校安全工程专业的学生游琼宇,在仔细调试机器系统中的可视化监控模块。她介绍:“这是我们新研发的核泄漏无人巡检机器人,可自主导航,替代人工进入高风险辐射区域执行监测任务。”不久前,她和团队凭借“核安卫士——可视化无人探测开拓者”项目,摘得中国国际大学生创新大赛(2025)湖南省赛一等奖。
“一提到‘核’,很多人首先联想到危险。我父母最初也担心我的选择。”但在游琼宇看来,正是这份顾虑,让她更清晰意识到核安全防护的重要性,坚定在核辐射监测领域干出实绩的决心。
2022年,刚上大一的她,在导师徐守龙副教授的引导下,开始接触核辐射监测领域。当时,市场主流核辐射探测技术普遍采用“闪烁体”探测器,难以直观、快速的识别和定位放射源,且在强辐射环境下极易失效。
面向市场的实际需求,团队选择攻坚“半导体探测+视觉成像”这一技术方向。游琼宇解释说:“相比‘闪烁体’探测器,半导体像素传感器不仅能区分粒子类别,还能在强辐射场中持续工作。但必须攻克宽量程测量、辐射损伤和干扰、探测精度和效率几大难题,因此很少有人进行研究。”
对此,团队创新提出“动态积分调整”技术。游琼宇打了个生动的比方:“就像设置固定时长,在不同流速的水龙头下接水,通过水量反推水的流速,实现超宽量程监测。”他们还开发了自适应算法,能够针对各类核设施与辐射环境,实现高精度检测与实时响应。
取得技术突破后,团队成功打造了首款产品α、β表面污染探测仪。首批设备在核反应堆退役现场进行了应用,用于监测工作环境辐射,这也是该团队的技术成果第一次从实验室走向市场。
这一核心器件的成功研发,为团队奠定了产品化的技术基础。2022年,团队正式成立衡阳市耀核科技有限公司,并得到了南华大学从资金、场地到资源的全方位支持。在此基础上,团队瞄准“无人化”趋势,计划研制无人巡检机器人,进一步拓展核辐射无人监测的应用场景。
团队汇聚了核工程、计算机、产品设计与电气工程等多个专业背景的成员,游琼宇负责产品落地。“这是把技术转化为产品的关键一步,需要更多市场思维。”她介绍,“比如设计机器人辐射探测模块的外壳时,要结合实际复杂环境需求,兼顾抗辐射、密封性和散热性,我们前后修改了10余版方案,最终才选定一种复合材料。”
经过两年多时间的研发与迭代优化,2024年,团队自主研发的无人巡检机器人问世。依托校企合作平台,他们与多家核设施营运单位签署保密合作协议,并完成首批场景验证。徐守龙老师还将自己的一项核心专利以象征性的10元价格,转让给游琼宇的公司,全力支持这群年轻人创业。
3年来,游琼宇团队已成功研制出α、β表面污染探测仪,耐辐照摄像机,无人巡检机器人等5款产品,申请发明专利7项,获得国家级与省级奖项20余项。“我们从核心技术研发,逐步迈向市场验证,老师的信任和学校的资源,给了我勇往直前的底气。”游琼宇说。