[实用新型]可移动中子－伽玛射线爆炸物检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可移动中子-伽玛射线爆炸物检测装置，属于射线无损检测技术领域。

背景技术

专利号为92101973.4的一篇中国发明专利说明书公开了一项名为爆炸物检测系统的技术方案。该方案由快中子发生器、α粒子位置灵敏探测器、γ射线探测器以及与所述各部件相连的数据获取、处理与控制计算机组成。来自快中子发生器的中子束穿透被测物，与被测物中的氮、碳、氧的原子核相互作用，产生各自的特征γ射线，由γ射线探测器接收并形成特征能谱，由计算机处理后，得到被测物中氮、碳、氧的含量及比例，从而判定被测物是否为爆炸物。另一方面，与中子束在时间上同时、在空间上一一对应相伴产生的α粒子朝反方向飞行，由α粒子位置灵敏探测器接收，该α粒子位置灵敏探测器为列阵器件，记载每一个α粒子所携带的x轴、y轴方向空间位置信息及时间值，该时间值为终止信号；与α粒子对应的中子飞行速度大于α粒子，由γ射线探测器取得的特征γ射线的时间值则为起始信号，由此得到中子飞行时间谱，进一步得到每一个中子的飞行路程，从而获得被测物中氮、碳、氧与中子作用点的z轴方向空间位置信息，最终确定被测物的位置与轮廓。

实用新型内容

已知技术存在的不足是误检率高，这是因为不管是旅客行李包装物还是行李中的物品，往往有一些属于丝织品、毛织品、密胶制品、尼龙等，它们中的氮、碳、氧含量及比例与炸药相近，检测结果受其干扰，而尽管采用两个γ射线探测器，但是，也仅仅是在空间两个位置探测，获得的有关特征γ射线的数据非常有限，所以，空间分辨率低，误检率高。本实用新型的目的就在于在保证检测速度、检出率的同时，降低误检率，为此我们提出了一项可移动中子-伽玛射线爆炸物检测装置的技术方案。

本实用新型是这样实现的，该装置包括，快中子发生器1及与其配合的中子束准直器2、中子探测器阵列3，伽玛源4及与其配合的γ射线准直器5、γ射线探测器阵列6，计算机7。快中子发生器1与伽玛源4并列，中子束准直器2、γ射线准直器5均为狭缝准直器，分别置于快中子发生器1、伽玛源4前。中子探测器阵列3与γ射线探测器阵列6并列，位于同一个垂直平面上。计算机7与快中子发生器1、中子探测器阵列3、γ射线探测器阵列6相连。

所述装置中的快中子发生器1、中子束准直器2、伽玛源4、γ射线准直器5位于被测物8的一侧。中子探测器阵列3、γ射线探测器阵列6位于被测物8的另一侧，探测面朝向被测物8。所述的两个准直器在垂直方向上的狭缝将检测用辐射束即中子束及γ射线限定成条状。中子探测器阵列3、γ射线探测器阵列6各自的每列探测元连接到一起，再连接到计算机7。随着被测物8的移动，被测物8在垂直方向上被逐条地扫描，中子探测器阵列3和γ射线探测器阵列6也逐条地拾取检测信息并传递到计算机7，经过数据处理合成出被测物8的二维图像。与此同时，中子束和γ射线通过被测物8后的衰减情况也由该二维图像所反映。与众所周知的双能X射线行李扫描装置的检测方式相同，具有爆炸物组成特点的物品区别于包装物及其他物品而清晰突显出来，检测结果具有其较高的空间分辨率，从而降低误检率，提高检出率。

为了进一步说明本实用新型，现对其检测原理加以介绍。总的来说是通过测量探测器阵列上快中子和γ射线通过被测物后的衰减来得到被测物的信息，形成强度谱，据此实现检测。条状中子束通过密度为ρ、厚度为x的被测物，其强度变化为：

I_n/I_n⁰＝exp(-μ_nρx)

式中I_n是有被测物时检测到的中子强度，I_n⁰是无被测物后检测到的中子强度，μ_n是中子的质量衰减系数。

同理对于γ射线：

I_g/I_g⁰＝exp(-μ_gρx)

I_g是有被测物时检测到的γ射线强度，I_g⁰是无被测物时检测到的γ射线强度，μ_g是γ射线的质量衰减系数。

中子的质量衰减系数与γ射线的质量衰减系数之比R为：

R＝μ_n/μ_g＝ln(I_n/I_n⁰)/ln(I_g/I_g⁰)