无源式伽马扫描是一种重要的无损检测方法,主要利用核燃料元件自身发出的伽马射线反映燃料元件的状态而无需外加放射源,在保障生产效率的同时可以有效降低生产成本。本文以核燃料元件作为研究对象,设计研制了基于核燃料元件自动化生产的无源式伽马扫描设备,并对其检测能力及应用进行了综合评价。本文研究的主要内容包括:结合核燃料元件自动化生产线的特点,对无源式伽马扫描在线检测工位工艺进行了综合分析,提出了无源式伽马扫描设备的整体设计方案。(1)针对无源式伽马扫描检测中计数受年龄芯块影响的问题,提出了利用234Pa振幅与计数成比例的特性,分离低能量区的本底计数,修正了 234Pa对235U扫描数据的影响;针对无源式检测中环形区域富集度测量值偏低的问题,提出了环形芯块富集度的补偿方法;而对于芯块区长度的测量,提出了利用标准棒建立的单位长度对应的道数,以此为基础计算芯块区区域长度。(2)对无源式伽马扫描设备机械结构进行了模块化设计,结合设备的运行流程设计了自动化控制系统。(3)根据无源式伽马扫描检测的特点设计制备了相关标准棒并建立了各检测项的标定方法。基于95×95,90×90置信水平下的统计方法对平均富集度、异常芯块以及芯块区长度检测进行了评价,同时建立了各检测项的加严拒收限值。