[发明专利]基于中子与X射线的危险品检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于中子与X射线的危险品检测装置及方法，涉及公共安全技术领域。该装置的控制系统用于控制传送带将待检测物品传送至X射线机内对待检测物品进行X射线检测，并控制传送带将待检测物品传送至中子源的探测区域内，并通过中子源旋转系统控制中子源旋转，使中子源的中轴线穿过危险品；并控制中子源和γ射线探测器对危险品进行中子检测，得到中子检测结果；元素分析系统用于根据X射线检测结果和中子检测结果确定危险品的种类。本发明通过中子源旋转系统将中子源旋转至危险品、中子源和中子源旋转系统在一条线上的位置，这样可以确保靶片距离疑似危险品最近，疑似危险品处的14MeV中子数目最多，从而提高检测效率。

技术领域

本发明涉及公共安全技术领域，尤其涉及一种基于中子与X射线的危险品检测装置及方法。

背景技术

货包爆炸物恐怖袭击是恐怖分子常用的袭击手段，因此，对于爆炸物等危险品的检测对于公共安全非常重要。目前，爆炸物主要通过X射线进行检测，X射线检测作为常用检测方法，其通过货包中货物密度不同进行三维成像检测，具有检测速度快的优点。然而，很多爆炸物密度与常见生活用品很近，因而，从密度上探测爆炸物会经常发生虚警现象，并且X射线检测不能识别物质种类。

中子检测技术能够检测被检爆炸物的化学元素组成及元素含量比，可测定爆炸物中主要成分C、N、O和H等原子密度和相对含量，进而准确检测隐藏的爆炸物。中子检测技术中，伴随α粒子/中子飞行时间法利用伴随α粒子对中子进行标记，可以有效降低检测过程中非标记中子与被检物及其周围环境作用产生的强γ本底信号的影响，具有检测本底低的优点。该检测方法利用T(d,n)4He反应可以产生14MeV的高能中子，在反应中产生的α粒子和中子在时间上是一一对应关系，在几何位置上α粒子与中子是背对背飞出的。因此，利用α粒子的位置灵敏探测器测定α粒子的飞行方向，即可确定中子的飞行方向，测定α粒子和中子引起的符合γ射线随时间的变化，由中子飞行速度就可以确定中子飞行的距离，进而可以确定被检测元素含量的空间分布。伴随α粒子/中子飞行时间法可以测出元素含量的空间分布，具有高的空间分辨本领和强的爆炸物识别能力。

申请号为5838759的美国专利公开了一种用于爆炸物检测与识别的单束光中子管和X射线成像系统，包括X射线源、中子源、准直器、探测器、传送带、信号获取与处理电子学系统、移动控制电子学等，该系统采用X射线源与X射线-Be光中子源耦合测量爆炸物，首先利用X射线检测货箱，若发现可疑物，则利用X射线-Be光中子源检测可疑物，通过探测器测量热中子与可疑物发生核反应产生的伽马射线，从而获得可疑物成分检测。此专利利用X射线和热中子耦合测量爆炸物，大大提高爆炸物检测成功率。然而，由于货箱周围物品多，造成热中子与可疑物反应产生的伽马射线本底高，造成中子检测准确度难以提高。

申请号为201621106604.5的中国专利申请公开了一种可移动包裹爆炸物中子检测装置，包括中子发生器、α粒子位置灵敏探测器、屏蔽体、γ射线探测器、控制系统、数据获取与处理系统，该装置的α粒子位置灵敏探测器由多个α粒子探测器形成的阵列构成，α粒子探测器采用的探测器材料选用ZnO闪烁体、半导体或YAP:Ce。此专利利用中子飞行时间法测量爆炸物，能够避免在γ射线探测器上产生干扰信号。然而，中子飞行时间法测量的符合伽马信号低，探测效率低。

申请号为201410160790.X的中国专利申请公开了一种爆炸物检测装置，所述检测装置包括主机、传输定位系统、屏蔽墙、控制系统；被测物品经传输定位系统送至检测区，启动中子源，通过被测物品后出射的γ信号经探测器阵列、数据采集系统送至控制系统，分析获取箱包内爆炸物信息；中子源中集成有α粒子探测器。此专利使用中子飞行时间法测量爆炸物，通过传输定位系统将被测物品送至检测区，实现爆炸物的实时检测。然而，该专利并没有解决中子飞行时间法探测效率低的问题。