2026年7月31日,深圳市传感器与智能化仪器仪表行业协会批准发布了团体标准《基于D-T中子发生器的跨带式工业物料在线中子活化分析仪》(T/SZSIIIA 002-2026),即日起实施。该标准由深圳市科尔达智能装备有限公司牵头编制,泛华检测技术有限公司、中国建材机械工业协会、广东省科学院测试分析研究所、深圳市计量质量检测研究院、南京航空航天大学、深圳大学、江西万年青水泥股份有限公司、江西玉山万年青水泥有限公司等单位共同参与,是国内首个专门针对"基于D-T中子发生器的活化分析仪"的团体标准。
一、制定背景
瞬发伽马中子活化分析(PGNAA)技术,作为一种高效、实时的在线元素分析手段,已广泛应用于水泥、矿产等流程工业领域,用于对传送带上的大宗物料(如生料、石灰石等)进行连续、无损的成分分析,是实现生产自动化、智能化控制和产品质量稳定的关键技术装备。随着我国工业自动化水平的不断提升和对生产过程精细化管理的需求日益增长,该类在线分析仪的应用越来越广泛。然而,当前国内在基于中子发生器的活化分析设备领域面临着双重空白:在标准层面,市场上尚未出台专门针对“基于中子发生器的活化分析仪”的国家标准、行业标准或团体标准,导致设备的技术要求、性能测试方法缺乏统一规范;在产业层面,国产化的中子发生器活化分析仪设备仍处于发展初期,成熟产品与市场应用有待进一步拓展。这种标准与成熟产品的双重缺失,使得行业在设备研发、性能评价、市场准入和选用对比上无据可依,不仅增加了用户的采购风险与技术门槛,也制约了国内相关产业的技术创新与竞争力提升。与此同时,基于D-T中子发生器的分析仪相较于目前市场上主流的放射源型(如Cf-252)中子活化分析仪,具有显著的差异化竞争优势:停机时中子源不工作、不计寿命,产品的使用寿命仅为实际工作寿命,对于设备运转率不高的工况而言具有极大的经济性和安全性优势;中子管及中子发生器作为最主要的关键配件拥有国内自研自产能力,不依赖进口,在当前国际贸易形势复杂多变的背景下能够有效保障国内产业链的供应链安全与稳定;在水泥生产过程中,该产品能够实现对水泥生料中钙、硅、铝、铁等关键元素的在线分析,帮助企业提升对石灰饱和系数、硅率、铝率等三个率值的控制精度,显著提高熟料产品质量、降低生产成本、减少废品率,在水泥行业中对传统放射源型分析仪的替代升级前景广阔。
因此,制定本标准旨在填补该领域产品标准的空白,为设备的研发、生产、测试和验收提供权威技术依据,以规范市场、引领技术发展,并为推动国产化设备的成熟与应用、保障国家重要工业领域供应链安全与自主可控提供重要支撑。在此背景下,深圳市传感器与智能化仪器仪表行业协会于2025年8月批准立项,由深圳市科尔达智能装备有限公司牵头,组织产学研用联合体开展了本标准的制定工作。
二、标准的定位和作用
本标准按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》起草,为首次发布。标准规定了基于D-T中子发生器的跨带式工业物料在线中子活化分析仪的术语与定义、构成、技术要求、试验方法、安全防护、校准与维护、储存与运输、检验与技术文档等要求,适用于该类分析仪的研发、生产、测试、验收及使用维护等全生命周期环节。
本标准是在国际国内尚未出台专门标准的情况下,为设备的研发、生产、测试和验收提供权威技术依据,填补产品标准空白,通过明确产品性能指标与测试方法,规范市场、引领技术发展,并为保障国家重要工业领域供应链安全与自主可控提供重要支撑。
三、标准的主要内容
标准正文共分为10章,并有1个资料性附录,核心内容可归纳为以下六个方面:
(一)术语与构成
标准明确了中子发生器、中子产额、瞬发伽马中子活化分析、能量分辨率、死时间等关键术语的定义。分析仪由支撑与防护组件、D-T中子发生器、探测器、信号处理柜和主机五个子系统构成,采用D-T中子发生器照射物料产生特征伽马射线,通过解析射线能量和计数实现元素定性定量分析。
(二)结构与外观要求
标准要求分析仪各部件完整,明确标注名称、编号、生产厂家等信息,在外表面显著位置设置电离辐射警告标志。仪器外表面应无锈无伤,在通电空载预热条件下无异响,金属件焊缝光滑平整清洁无锈迹。
(三)整机性能与关键技术指标
标准对支撑与防护组件的材质与防护等级、D-T中子发生器的绝缘与耐压性能及预热时间、探测器的恒温工作条件与能量分辨率等级、机柜防护等级与主机配置等作出规定。以水泥生料和石灰石为标准样品,明确各成分静态误差与重复性要求,同时对探测器计数波动、峰位偏移、死时间及中子产额稳定性等提出指标要求。
(四)试验方法
标准构建了“指标—公式—试验步骤”三位一体的条文架构。静态误差采用刻度样品测量一小时、每十分钟记录一次的均方根偏差法进行计算;重复性采用连续测量五小时、每十分钟取平均值的标准偏差法进行计算。同时配套了探测器性能测试、中子产额稳定性测试及辐射防护试验的具体方法与计算公式。
(五)安全防护
标准从联锁保护、材料与环境和电气安全三个维度作出规定。要求屏蔽门未关闭时禁止启动中子源,靶温超标或冷却故障时自动降功率。屏蔽材料采用含硼聚乙烯,辐射剂量率须符合国家标准。电气安全方面对保护接地电阻、绝缘电阻及介电强度提出明确限值要求。
(六)校准与维护
标准规定校准周期不宜超过一年,最长不超过两年,维修或搬运后需重新校准。期间核查要求每月进行能峰校准,定期对比中子产额评估靶材损耗。储存方面要求中子发生器在规定温湿度环境下保存,长期不用时每三个月开机运行不少于三十分钟。
四、实施注意事项
本标准使用过程中,应与GB 5172《粒子加速器辐射安全与防护规定》、GB 18871《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》、GBZ 125《含密封源仪表的放射卫生防护要求》等标准规范配套使用。
相关制造企业可结合自身实际,对照标准完善研发体系与质量控制流程;涉及水泥、矿产以及其他工业物料的用户单位在设备采购、验收环节,可将本标准作为技术评价依据,明确约定性能指标与测试验证方法;检测机构可依据本标准开展第三方试验与出厂检验。