[发明专利]基于脉冲高能粒子的探测系统和探测方法

权利要求书

1.一种探测系统，包括：

-粒子源(500)，用于产生包含中子和伽玛光子的高能粒子脉冲流 (140)并将所述高能粒子脉冲流朝着待分析物品(600)定向，其中所 述粒子与所述物品中材料的核子反应，

-探测单元(400)，包括至少三个响应于在不同能量范围内的中子 和伽玛光子的探测器组件(411、421、431；412、422、432；413、423、 433)，所述中子和伽玛光子来自所述物品，并响应于所述高能粒子脉冲 流撞击到所述物品上，其中探测器组件被设置为在电流探测模式下工作 以发送代表随时间撞击的伽玛光子和中子的电流信号，以及

-数据处理单元(800)，其连接到所述探测器组件的输出端，能够 在应用所述高能粒子脉冲流到所述物品上之后从所述信号产生标记，包 括时间相关的信号特征，并用于将所述标记与存储的参考标记相对比。

2.根据权利要求1所述的系统，其中每个探测器组件包括各自的 能量带通滤波器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中每个探测器组件包括通过一 组弹性光纤电缆(421、422、423)连接到光电倍增器(431、432、433) 的闪烁体(411、412、413)。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述粒子源包括：

-第一和第二电极(110，120)，

-在第一电极的等离子体离子源，

-等离子体离子源驱动器(220)，用于使包含氘核的离子等离子体 朝着第二电极进展，

-装置(210)，用于在所述离子等离子体处于氘核的空间分布位于 距所述第二电极一定距离的过渡状态时，在所述第一电极和所述第二电 极之间提供短高压脉冲，从而将所述氘核朝着所述第二电极加速，并克 服传统真空二极管的空间充电电流的限制，

-所述第二电极(120)形成含锂目标，从而通过氘/锂相互作用在 所述第二电极产生所述中子，其中中子与所述目标相互作用以产生伽玛 光子。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述中子具有至少3MeV的 能量。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述中子具有至少5MeV的 能量。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述中子具有至少8MeV的 能量。

8.根据权利要求1所述的系统，其中探测器组件所发送的信号与 来自所述粒子源的中子和伽玛光子的一个单个脉冲相对应。

9.一种用于探测物品中包含的材料、物质或化合物的特性的方法， 包括以下步骤：

-向待分析物品应用包含中子和伽玛光子的高能粒子脉冲流，所述 粒子与所述物品中的材料的核子起反应，

-响应在至少两个不同能量范围内并且在电流探测模式下的所述 应用，探测来自所述物品的中子和伽玛光子，从而发送代表随时间撞击 的伽玛光子和中子的电流信号，

-发送代表如此探测的中子和伽玛光子的时间分辨的电流信号，

-从所述信号的时间相关的特征来产生标记，以及

-将所述标记与存储的参考标记相对比。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述中子具有至少3MeV能 量。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述中子具有至少5MeV能 量。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述中子具有至少8MeV能 量。