[发明专利]一种光中子转换靶和光中子－X射线源

说明书

技术领域

本发明涉及光中子转换靶，该光中子转换靶用于利用X射线产生光中子，该光中子转换靶特别是可用于违禁品检测系统中。 

背景技术

目前，恐怖主义对国际和国内社会的安定构成了极大的威胁，各国政府都在致力于解决反恐问题。而违禁品如爆炸物的检测技术是反恐问题的核心。 

一种现有的违禁品检测技术是X射线成像检测技术。X射线成像检测技术是一种已经得到广泛应用的安检技术，在机场、火车站能够看到很多基于X射线成像检测技术的设备。由于X射线主要是与原子核外的电子发生反应，对原子核的特性没有区别能力，因此利用X射线只能测量被检测物体的密度(质量厚度)，而无法判断被检测物体的元素种类。在实际中，当违禁品与日常用品混合放置且密度难以区分的时候，利用X射线成像检测技术就很难发现它。虽然一些新型的X射线成像检测技术，如：双能X射线、CT技术等在识别能力上有所提高，但是仍然无法克服不能识别元素种类的固有缺点。 

另一类现有的危险品检测技术是中子类检测技术。对于中子类检测技术，中子能够与物质的原子核发生反应，放出具有特征性的γ射线，根据γ射线的能谱，则可判断被分析的物质的元素种类。中子类检测技术的缺陷在于其较低的成像分辨率，目前最好也只能达到5cm×5cm×5cm的空间分辨率，这远低于X射线成像的mm级分辨率。而且，单独的中子源通常价格昂贵，使用时间有限，且所产生的中子强度不高。 

因此，就希望能够有一种方法和/或系统能够组合如上所述的X射线成像检测技术和中子类检测技术，以获得X射线成像检测技术的高分辨率以及中子类检测技术的元素识别能力这些优点。美国专利No.5078952公开了一种组合了多种检测手段的爆炸物检测系统，其中包括X射线成像装置以及中子检测装置，以实现较高的检测概率以及较低的误报率。并且，该美国专利还公开了将由X射线成像装置获得的数 据与由中子检测装置获得的数据相关联，以便用高分辨率的X射线图像来弥补中子类检测技术分辨率不高的缺陷。但是，在该美国专利中使用了彼此独立的X射线源和中子源，其成本较高。 

值得注意的是，有一种产生中子的方式是用X射线轰击转换靶，并从该转换靶中产生中子，这样产生的中子可称为光中子。这种中子产生方式提供了在一个源中产生X射线和中子这两者的可能，这比分别用两个源来分别产生X射线和中子要节省成本。 

在国际申请公开WO 98/55851中公开了一种利用光中子和X射线成像来检测和识别违禁品的系统。该系统采用两步式方式来工作。具体地，该系统首先用直线加速器X射线源产生X射线束，并用X射线成像对被检物体进行检测，如果没有发现异常，则让被检物体通过，如果发现嫌疑区域，则临时将一光中子转换靶(铍)插入X射线束中，以产生光中子，并根据光中子与物质原子核发生辐射俘获反应所放出的特征性γ射线对嫌疑区域进行进一步的检测。该系统仅用X射线进行第一步检测，由于如上所述的X射线成像检测技术的识别能力的限制，因此其具有较低的检测概率(probability of detection，PD)。而且，该系统并不同时产生用于检测的X射线和光中子，而是在两个步骤中分别产生用于检测的X射线和光中子，即，在一个步骤中仅产生X射线而不产生光中子，而在另一个步骤中是用X射线产生光中子，但该X射线仅用于产生光中子而并不用于检测目的。进一步地，其产生的光中子仅用于检测被检物体的嫌疑区域，并不用于对被检物体进行总体检测。 

在本申请人的中国专利申请No.200510086764.8中公开了一种用快中子和X射线进行材料识别的方法。在该申请中描述了一种同时产生X射线和光中子的方法和装置，其将加速器产生的X射线分成两束，其中一束用于产生光中子。然而，在该申请中，对于中子来说，其是利用光中子透射过被检物体的强度来进行检测的，而并非利用中子与被检物体反应所放出的特征性γ射线。而且，在该申请中，在这样的检测方式中，为了使得X射线束和中子束的检测不互相干扰，通常需要使得X射线束与中子束之间横向隔开一定距离。 

上述申请和专利都被全文引入作为参考。 

发明内容

本发明的目的是提供一种光中子转换靶以及利用该光中子转换靶的光中子-X射线源，其允许同时产生光中子和X射线。 

根据本发明的一个方面，提供了一种光中子转换靶，用于利用X射线主束轰击该光中子转换靶而产生光中子，该光中子转换靶具有本体以及由该本体限定的通道，该通道贯穿所述本体；