近年来随着国际形势变化，Cf-252中子源价格的日益高涨，在国内核燃料元件厂运行的燃料棒有源富集度检测设备的运行成本日益提高，单台有源富集度检测设备的运行成本从每年不到100万元直线上升至每年300万元左右，严重影响生产线的经济性。同时，随着新技术特别是新器件的发展，使高集成度的无源富集度检测探测器和核电子学仪器成为可能，针对无源235U富集度检测的集成化探测器和核电子学仪器一旦研制成功并投入使用，将极大地提高核燃料元件生产线的运行的经济性。 为此，中国核电工程有限公司（中核工程）通过自主科研方式投入资金进行该项目的研发，由于该项目检测目标对象——核燃料棒的特殊性（只能在核燃料元件制造厂使用），研发项目团队联合中核包头核燃料元件有限公司（中核包头），由中核包头提供测试用燃料棒及台架整机测试场所，中核工程负责技术研发（包括试验、测试）。中核工程研发团队专业涵盖核仪器与实验方法、软件、自动控制、机械设计等。通过技术调研，集成化探测器和核电子学仪器方案论证、样机测试及迭代优化，研发出以SiPM+BGO小型化可集成探测器、集成核电子仪器等为代表的关键核心部件，并完成工程化的集成测试工作。同时，项目实施过程中，对与燃料棒富集度检测设备相配套的燃料棒间隙检测设备探测器部分进行改进，对检测设备机械控制部分进行优化升级，提升了检测设备的自动化水平。对采集软件进行升级优化，开发出先进的富集度与间隙分区检测结果融合的数据处理算法，实现了 AP1000燃料棒精准的分区、测长和异常芯块的准确判定，该技术也可用在其它堆型燃料棒的检测精度的提升方面。 通过对装料最复杂AP1000燃料棒的测试结果表明，设备在燃料棒异常富集度芯块检测能力和富集度检测长期稳定性等方面的性能均有大幅度提高。双通道2×96只探测器的设计，在完全满足检测指标要求的前提下，设备检测速度达6m/min（同等性能指标设备探测器数量最少）。 芯块间隙检测设备使用与以往设备相同活度的放射源，间隙检测速度提高至15m/min以上，远高于目前国际同类型Cs-137源间隙检测设备6m/min的检测速度。同时设备可检出燃料棒芯块端部碟形，实现使用间隙检测设备进行核算芯块数量之目的，大幅度提高间隙检测设备性能。 该项目技术现已应用于AP1000、M310、VVER、秦山300MW示范电站等多种堆型燃料棒的检测生产线。