近3年转化创新成果85项、实现现金收益2.37亿元！这家研究设计院怎么做到的？
〖2024/8/24 7:10:49时〗 白兔商标专网提供
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信息来源：中国知识产权报 信息整理编辑：悠乐
参与打造了“华龙一号”“玲龙一号”“医用同位素镥-177”等核能应用标志性工程；拥有专利3300余件；近3年来转化创新成果85项，实现现金收益2.37亿元；荣获中国核工业集团有限公司科技成果转化先进单位……中国核动力研究设计院（下称核动力院）激发科技自强活力，实现了核动力技术产业化的跨越发展。
“工欲善其事，必先利其器。核动力院拥有大量的专利，是专利转化运用的‘富矿’，如何让专利创造更高的价值？只有完善的创新成果转化管理体制机制，才能进一步激发科研人员的转化动力。”核动力院产业开发部相关负责人对中国知识产权报记者表示，去年，核动力院有5项创新成果转化项目入选中国核工业集团有限公司年度10大重大科技成果转化项目，在取得可观经济效益的同时，推动战略性新兴产业发展，成效显著。
实现核燃料组件自产
核燃料组件是核电站的核心部件，是核电的能量源泉，被称为反应堆“心脏”，对核电站的安全性、经济性和可靠性都起到至关重要的作用。核动力院CF燃料研发团队十年磨一剑，成功研制出了我国首个拥有自主知识产权的CF3燃料组件。“CF是‘Chinese Fuel’的缩写，代表了中国人自己的燃料品牌。”CF燃料研发团队研发人员介绍。
当记者询问在研发CF燃料过程中遇到的最大挑战时，研发人员毫不犹豫地回答：“最大的困难当然是打破国外的技术垄断。”该研发人员进一步解释道，“以燃料组件的支撑部件——下管座为例，国际上的燃料公司经过长年累月的研究，已经将相关的设计方案几乎全部进行了专利布局。为了摆脱这些国外专利和技术转移协议的限制，我们不得不进行深入的创新设计。”
下管座“个头”很小，面对在有限的几厘米高度空间内满足多样化需求的艰巨任务，研发团队感受到了前所未有的压力。往往在生活的细节中，创新的灵感会突然迸发。在一个普通的早晨，当研发人员在吃早餐时，偶然发现餐盘的形状与置物架之间自然形成的间隙，竟然巧妙地构成了一个空间曲面通道。这一发现让研发人员灵光一闪——如果将这种结构应用到下管座的设计中，不就能够恰好解决过滤异物的难题吗？
在这一灵感的指引下，研发团队创新性地设计了空间曲面下管座，其异物过滤效率、异物捕捉能力均有明显提升。这一设计在后续的堆外试验、堆内考验中，表现出可靠的性能，技术先进性得到了行业内的广泛认可。
如今，核动力院已经打造了自主化燃料组件知识产权保护体系，形成了从设计、材料、制造、试验、检查全流程的专利集群，每年带动产业链上下游产值超100亿元，并且在不断进行新型燃料组件开发，提升产品性能及市场竞争力。
填补同位素技术空白
碳-14能够用于检测人体中幽门螺杆菌，镭-223可以用于治疗前列腺癌，碘-131针对甲状腺疾病疗效显著……核医学的发展，为患者的疾病治疗提供了新的选择。“但是长期以来，我国医用同位素仍依赖进口。”核动力院第一研究所同位素技术与应用研究室相关负责人介绍。
“此前，我就在思考，中国有先进的核反应堆和核设施，不能再让医用同位素依赖进口。”该负责人表示。然而，有了核设施并不代表掌握了生产技术。“比如碳-14，用湿法制备碳-14，核动力院早在上世纪90年代就成功了。”该负责人介绍，所谓湿法，就是用强腐蚀性的酸溶解原材料，得到碳-14。但湿法制备工艺存在明显的不足，比如产生大量不符合环保要求的强腐蚀性废料，导致后续处理过程太过繁琐，阻碍产业化进程。
事实上，国外已经掌握了碳-14干法制备的工艺，但对于技术细节进行了严格保密，任何线索都无法获取。掌握干法制备工艺，势在必行。“干法制备工艺的原理其实很简单，就是将原材料通过高温与氧气反应，直接提取碳-14，不会产生废液，环保又高效。但具体要怎么做，每一步的操作细节如何，都是未知数。”上述负责人表示。
当被问及如何具体开展碳-14的干法制备工艺研究时，该负责人简洁干脆地回答：“查文献、设计方案、做实验。”尽管这一过程可以用这10个字来概括，但从研发到实现生产，研发团队却历经了10年的艰辛探索。该负责人坚定地表示：“核心技术只能靠我们自己创造。”正是这种坚持不懈的决心，为我国医用同位素的研发与生产注入了强大的信心。
提升钩爪部件竞争力
控制棒驱动机构作为核反应堆本体内部的唯一运动设备，需要按照控制指令带动控制棒组件在堆芯中运动、保持或落棒，以完成核反应堆的启动、功率调节、停堆等功能。“如果将核反应堆比作一辆汽车，控制棒驱动机构就相当于这辆汽车的油门和刹车。”核动力院控制棒驱动机构项目相关负责人介绍，正因如此，驱动机构是核反应堆中的核心设备之一。
“你可不要小看这个‘小家伙’，在核反应堆里，主要靠它抓住驱动杆来完成设备的动作。在每一根控制棒驱动机构内，会有6个这样的钩爪。”该负责人指着一块长约7厘米、宽约3厘米的双齿钩爪对记者表示，就是这么一个小部件，此前核心制造技术一直掌握在国外企业手中，售价更是高达数十万元。
为了打破垄断，将核心科技掌握在自己手中，核动力院成立科研团队进行控制棒驱动机构国产化研究。如何让国产钩爪更加经久耐用，成为了科研团队面临的第一个难题。“国外钩爪通常是单齿结构，而我们采用三维电磁仿真—三维运动仿真耦合的设计方法完成了双齿钩爪的结构设计。这样设计出来的双齿钩爪在稳定性上更胜一筹。”上述负责人介绍。
除了稳定性外，钩爪对于耐磨性、耐冲击、耐腐蚀等方面同样有着极高的要求，制造工艺应当如何改善以满足使用需求？科研团队又开始了夜以继日的反复试验。在经过上百次尝试后，科研团队终于破解了特种堆焊探伤、耐磨层硬度范围与均匀性等技术难题，成功实现了钩爪部件的国产化。
“目前，拥有自主知识产权的核反应堆控制棒驱动机构实现了全面国产化设计与制造，相关性能指标处于国际领先水平。”上述负责人介绍，随后，核动力院以技术入股及专利许可方式，将相关技术转化到四川华都核设备制造有限公司，相关技术估值8000万元，占股33.3%。
“通过专利转化和激励机制，科研人员创新的积极性得到进一步激发，后续跟进开展动力驱动机构、横插式驱动机构等研发工作，以点带面，使得核反应堆主设备设计研发能力全面提升。”上述负责人表示。（记者 赵振廷）