核能源作為我國清潔能源的重要發展方向，在核能源開發與安全保障體系中，熱室是實現核能閉環管理與安全運行不可或缺的配套設施；然而其中的關鍵設備長期被國外壟斷，也曾是行業發展的痛點。

面對這一“卡脖子”問題，安徽水利水電職業技術學院學生許曉宇與團隊共同聚焦“高輻射環境下高精度切割設備”研發，致力于破解國外技術壟斷、填補國內相關領域空白，打造具有完全自主知識產權的熱室精密切割設備。

從“課本符號”到“熱室實戰”

“作為傳統專業專科生，我曾以為核電站、托克馬克裝置只是課本與電視里的‘科技符號’。”許曉宇坦言，直到走進現場，親眼見證安全殼的精密構造、托克馬克的復雜管線，才真切感受到前沿科技的力量。

她意識到傳統專業知識與高端制造緊密相關——材料分析、工藝優化等正是這些設備運行的關鍵。這也成為她燃起用專業助力前沿領域的探索欲的開端，打破了“專科生只能做基礎工作”的局限，成為后續研發的動力。

指導老師在與企業合作時發現熱室切割這一方面國內存在技術空白，這成為項目立項的關鍵契機，為團隊后續開展研發工作提供了方向。

熱室內部的精密切割機是執行放射性樣品分割、核部件加工與實驗處理的關鍵設備，其性能直接影響研發效率與操作安全。然而，國外主要供應商在關鍵領域斷供，國內仿制設備性能在極端環境下仍難以滿足生產需求，這種情況制約了我國相關科研與工程任務的推進。

該項目被命名為“幅底抽芯——熱室精密切割機的自主化實踐”，取自成語“釜底抽薪”的諧音。“這個名字體現我們團隊想在這個細分領域實現技術突破、打破國外壟斷的決心，是我們無聲的宣告。”許曉宇解釋道，另一方面也形象描述了這個設備當前階段的主要功能：在輻射環境下，切開燃料棒的包殼，取出核燃料芯塊。

在隨后八個月的密集調研中，許曉宇與團隊走訪了中國原子能科學研究院、中廣核研究院、陽江核電站、強磁場科學中心等單位，與科研專家、一線操作人員、維修人員進行深入咨詢交流。

“令人印象最深刻的是做現場切割的一位一線員工，這位操作人員耐心細致地調整位置，讓機械手準確定位，讓每一個動作都精準到位。”普通環境下僅需要幾分鐘就能完成一次切割，而熱室內的一次切割需要三小時以上，操作人員日復一日地堅守崗位，不出絲毫差錯，這令許曉宇為之動容。

三大目標鑄就 “核”心利器

深入調研后，許曉宇和團隊成員認為在高輻射極端環境下傳統切割設備存在精度不足、遠程操作難、穩定性差等痛點。于是，團隊將技術目標鎖定在三個關鍵指標：實現高輻射環境下的0.01mm的穩定切割精度、實現設備主動適配機械手和提高設備在輻照環境下的穩定性。

“這三個目標應該說每一個都難，最難的是在保證輻射穩定性和切割精度的情況下，同時實現這只機械手的適配。”許曉宇說。從保障設備在輻照下穩定運行，到提升切割精度、適配熱室機械手，每一步都布滿風險，但團隊從未放棄，歷經無數次修改。

為達成目標，團隊進行多次方案設計及優化，通過極端輻照環境下的高精度運動控制與補償技術，主動抵消輻照與切削應變，實現了在高輻射環境下±0.01mm的穩定切割精度；通過面向機械手全工藝流程遠程作業的模塊化快換與自適應接口技術，成員們針對易損件設計了不同的快換工裝，打破傳統設備損壞后需整機更換的困局，減少放射性危廢產生；同時，基于功能分區的抗輻照系統級防護與長壽命設計技術，團隊通過“執行外置，控制內置”的分體式架構，對主要電子元器件進行多維防護，優選耐輻照材料，實現設備在輻照環境下的穩定運行。

“樣機終達預期的那一刻，歡呼、落淚、急報指導老師......所有熬夜與焦慮都化為自豪，這臺樣機印證了創新是在失敗中堅守、在細節里突破。”回憶起成功的那一刻，許曉宇仍舊動容。

通過持續攻關，該設備不僅實現全工藝流程遠程操作，還將切割效率提升100%以上，成本降低超60%，打破國外同類設備在國內市場的壟斷局面。

創新里的回響與未來

目前，該設備已成功應用于某核工業單位的熱室作業場景，在放射性材料分割、熱室內的金相切割實驗等環節發揮關鍵作用，既減少了人員直接暴露于輻射環境的風險，又提升了作業質量與效率，兼具顯著的經濟社會效益與重要的戰略推廣價值。

“目前設備在現實場景中運用反饋良好，完全能滿足使用單位的需求。”許曉宇補充道，該設備通過CMA/CNAS認證，進一步證明了其技術規范性與可靠性，并獲相關單位認可。

雖然該設備本質是非標設備，當前交付量小，生產依賴研發人員手工安裝調試，但許曉宇對其應用前景充滿信心，她介紹，隨著行業需求量擴大，設備不僅適用于熱室，還能滿足高腐蝕、高輻射等極端環境需求，在高校實驗平臺、放射醫療、輻射育種等領域同樣具有廣闊應用前景。

在追逐創新的征程中，許曉宇與團隊也收獲了多項榮譽：第十一屆“挑戰杯·華安證券”安徽省大學生科技學術作品競賽省級一等獎；安徽省大學生創新大賽（2025）省金獎；第十九屆“挑戰杯”中國移動全國大學生課外學術科技作品競賽主體賽二等獎等。

從項目構思到設備研發，無數次方案推翻與細節打磨，許曉宇深感創新無坦途，但每一次突破都因“解決真問題”而意義非凡，“作為青年學子，我真切感受到，在科技領域唯有持續創新，方能為行業發展、國家進步貢獻青春力量”。（記者 沈思佳 通訊員 李思文）