CN100582758C - 用快中子和连续能谱x射线进行材料识别的方法及其装置 - Google Patents

用快中子和连续能谱x射线进行材料识别的方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100582758C
CN100582758C CN200510086764A CN200510086764A CN100582758C CN 100582758 C CN100582758 C CN 100582758C CN 200510086764 A CN200510086764 A CN 200510086764A CN 200510086764 A CN200510086764 A CN 200510086764A CN 100582758 C CN100582758 C CN 100582758C
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray
neutron
continuum
photoneutron
fast neutron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200510086764A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1959387A (zh
Inventor
康克军
***
谢亚丽
苗齐田
杨袆罡
李元景
陈志强
王学武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Nuctech Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
Nuctech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University, Nuctech Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN200510086764A priority Critical patent/CN100582758C/zh
Priority to GB0602432A priority patent/GB2432094B/en
Priority to AU2006200561A priority patent/AU2006200561B2/en
Priority to US11/353,472 priority patent/US7399976B2/en
Priority to RU2006105794/28A priority patent/RU2305829C1/ru
Priority to FR0650750A priority patent/FR2892816B1/fr
Priority to BE2006/0137A priority patent/BE1017033A3/nl
Priority to KR1020060033483A priority patent/KR100835270B1/ko
Priority to JP2006133483A priority patent/JP2007127617A/ja
Priority to DE102006023309.3A priority patent/DE102006023309B4/de
Priority to PCT/CN2006/002944 priority patent/WO2007051418A1/en
Publication of CN1959387A publication Critical patent/CN1959387A/zh
Priority to US12/665,306 priority patent/US8913707B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN100582758C publication Critical patent/CN100582758C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/10—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the material being confined in a container, e.g. in a luggage X-ray scanners
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays
    • G01N23/087—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays using polyenergetic X-rays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/09—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being neutrons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T3/00—Measuring neutron radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/20—Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/20—Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/22—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays
    • G01V5/223—Mixed interrogation beams, e.g. using more than one type of radiation beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法及其装置，涉及大型客体辐射成像检测技术领域。本发明方法的主要步骤为：①用快中子源和连续能谱X射线源分别发射的快中子束和连续能谱X射线束穿透被检客体，直接测量快中子束和连续能谱X射线束并分别扫描成像。②利用快中子束和连续能谱X射线束衰减的不同所形成的曲线进行材料识别。本发明采用仅和被检客体的等效原子序数Z有关的n-x曲线进行材料识别，利用连续能谱X射线具有的高穿透力，在满集装箱或被检物很厚的情况下，也能进行材料识别，具有设备简单、成像清晰、实时检测准确率高的特点。

Description

用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法及其装置
技术领域
本发明涉及集装箱等大型客体辐射成像检测技术领域，特别是直接测量快中子和加速器等X射线源产生的连续能谱X射线衰减进行材料识别的方法和装置。
背景技术
随着反恐形势的日趋严峻，具有***物、毒品、违禁物自动识别功能的辐射成像集装箱检测***成为紧迫的市场需要。现有的集装箱等大型客体的材料识别技术，包括X射线高能双能成像技术、中子活化技术及集装箱CT，都越来越受到人们的重视。
X射线高能双能成像技术利用康普顿效应和电子对效应的衰减程度差异，判定被检物的等效原子序数，从而区分不同物质。但由于加速器发出的连续谱X射线高、低能之间存在干扰，即使加上能量整形也只能减少部分干扰，只能用来区分有机物、无机物、混合物。同位素源可以提供单能γ射线，但能量差异太小、穿透力太低，不适用于集装箱等大型客体的检测和材料识别设备。
用于集装箱检查的中子活化技术有基于飞行时间法的3维成像PFNA***，但造价昂贵、检测速度太慢。热中子俘获γ穿透力太低。现有的Cf-252中子源集装箱检查装置不能做在线实时测量，只能待其它手段检查出可疑物品后，才能对可疑位置进行中子活化检测。
集装箱CT技术所需设备过于庞大，且由于速度较慢无法用于实时测量。
澳大利亚CSIRO Minerals研制出一种直接测量单能快中子和单能γ射线的装置(CSIRO contraband scanner)。这种装置利用衰减系数之比来区分不同材料，用于航空集装箱的***物、毒品、违禁物检测。和X射线高能双能技术相比，单能快中子和单能γ射线双能技术材料分辨能力更强。和中子活化技术相比，单能快中子和单能γ射线双能技术测量的是一次射线，探测校率远高于中子活化技术测量的二次射线的探测效率，穿透力远大于热中子。和集装箱CT相比，设备体积小、造价低、可作实时测量。但这种利用衰减系数比来区分不同材料的单色能量双能技术最大的缺陷是它只能用同位素源作为它的单能γ射线源。而同位素源用作集装箱检查装置穿透力太低、空间分辨率太差、图像质量差、辐射安全管理困难。这种装置只能提供低分辨的集装箱扫描图像，和LINAC集装箱检查***提供的优质扫描图像相比，很难为用户接受。由于γ射线穿透力太低，在满集装箱或被检物很厚的情况下，不能进行材料识别，这样也大大限制了它的应用范围。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法及其装置。本发明采用仅和被检客体的等效原子序数Z有关的n-x曲线进行材料识别，利用连续能谱X射线和快中子具有的高穿透力，在满集装箱或被检物很厚的情况下，也能进行材料识别，具有设备简单、成像清晰、检测准确率高的特点。
为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法，其主要步骤为：
①用快中子源和连续能谱X射线源分别发射的快中子束和连续能谱X射线束穿透被检客体，直接测量快中子束和连续能谱X射线束并分别扫描成像。
②利用快中子束和连续能谱X射线束衰减的不同所形成的曲线进行材料识别。
上述步骤②中利用曲线进行材料识别的方法为：用中子探测器测量穿透被检客体的中子强度为Tn，用X射线探测器测量穿透被检客体的X射线强度为Tx；以c1＝-lnTx*scale为横坐标，以c2＝-lnTn*scale为纵坐标，成对的点(c1，c2)构成只和等效原子系数Z有关的n-x曲线；中子扫描图像的一个像素的灰度值对应于X射线扫描图像的一个或几个像素的灰度的均值来查找n-x曲线，用不同颜色在扫描图像上表示不同的材料。
在上述方法中，所述快中子源包括中子发生器产生的脉冲快中子源、同位素中子源和光中子源。所述连续能谱X射线源包括电子直线加速器和X光机。
在上述方法中，所述光中子源是由电子直线加速器产生的连续能谱脉冲X射线束分流后打在光中子转换靶上产生，具体的方法步骤为：连续能谱脉冲X射线束经分流后，一路通过X射线准直器形成X射线源，另一路打在光中子转换增强靶上产生光中子，经准直器形成光中子束。
在上述方法中，所述对快中子束和连续能谱X射线束的测量分别采用对快中子和X射线具有高探测效率的中子探测器和X射线探测器。
在上述方法中，所述由快中子源和中子探测器形成的中子扫描架以及由连续能谱X射线源和X射线探测器形成的X射线扫描架在扫描方向并排放置，使被检客体先通过X射线扫描架再通过中子扫描架。
在上述方法中，所述中子发生器产生的脉冲快中子源相对于电子直线加速器产生的连续能谱X射线源的发射时间有一定的延迟。
实现上述用快中子和连续能谱X射线进行材料识别方法的装置，它包括检测通道和可置于其上的被检客体。其结构特点是，它还包括可产生连续能谱脉冲X射线源和光中子源的加速器、中子探测器和X射线探测器。所述加速器置于检测通道的一侧，中子探测器和X射线探测器置于检测通道的另一侧。所述加速器的连续能谱脉冲X射线源的前端置有双通道分流准直器，一路X射线束通过双通道分流准直器中的X射线束准直器形成连续能谱脉冲X射线束，另一路X射线束通过双通道分流准直器中的分流准直器进入光中子增强腔中并打在光中子转换增强靶上产生光中子。光中子经与光中子增强腔相连的光中子通道形成光中子束，光中子束和连续能谱X射线束穿透被检客体后分别正对中子探测器和X射线探测器。
在上述装置中，所述由连续能谱脉冲X射线源发出的连续能谱X射线束和光中子束分别与X射线探测器和中子探测器形成X射线扫描架和中子扫描架，在检测通道内并排放置，使被检客体先通过X射线扫描架再通过中子扫描架。
在上述装置中，所述光中子转换增强靶的材料为铍，光中子转换增强靶的形状为圆弧形、圆柱形、圆锥形或者L形。
在上述装置中，所述光中子增强腔中的光中子转换增强靶和光中子通道之间设有铋滤波片。
在上述装置中，所述光中子增强腔采用铅和石墨混合材料制成。
本发明由于采用了上述的技术方案，利用快中子和连续能谱X射线透射衰减强度不同构成的和被检物厚度无关、只和被检物的等效原子系数Z有关的n-x曲线进行材料识别，设备简单、检测效率高。被检客体先通过X射线扫描架，后通过中子扫描架，消除了中子活化产生的γ射线对X射线扫描图像的影响，并控制脉冲中子束的发射时间相对于脉冲X射线束发射时间有一定的延迟，这样可以减少相互干扰、成像更清晰。中子束和X射线束都是窄束，减小了散射影响，易于防护，并能提高空间分辨率。本发明在满集装箱或被检物很厚的情况下，也能进行材料识别，可用于集装箱、货柜车、火车等大型客体的***物、毒品、违禁物、特殊核材料等物品检测。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种实施装置的结构示意图；
图2为本发明另一种实施装置的结构示意图；
图3为本发明的中子束和X射线束发射装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
参看图1，本发明装置包括检测通道32、可置于其上的被检客体34、快中子源12、连续能谱脉冲X射线源22、分别对中子和X射线具有高探测效率的中子探测器18和X射线探测器28。快中子源12采用中子发生器产生的脉冲快中子源或者同位素快中子源，连续能谱脉冲X射线源22为电子直线加速器或X光机。快中子源12和连续能谱脉冲X射线源22置于检测通道32的一侧，中子探测器18和X射线探测器28置于检测通道32的另一侧。使快中子源12发出并穿过中子束准直器的快中子束16以及连续能谱脉冲X射线源22发出并穿过X射线束准直器的连续能谱X射线束26穿透被检客体34后分别正对中子探测器18和X射线探测器28。所形成的中子扫描架以及X射线扫描架在检测通道32内并排间隔放置，并使沿被检客体34运行方向X射线扫描架在前、中子扫描架在后。
本发明装置使用时的方法步骤为：
①将快中子源12和中子探测器18形成的中子扫描架以及由连续能谱X射线源22和X射线探测器28形成的X射线扫描架在扫描方向并排放置，使被检客体34先通过X射线扫描架再通过中子扫描架。用中子发生器产生的脉冲快中子源12或同位素快中子源12和加速器或X光机产生的连续能谱X射线源22分别发射的快中子束16和连续能谱X射线束26穿透被检客体34，用中子探测器18和X射线探测器28分别直接测量快中子束16和连续能谱X射线束26并分别扫描成像。若使用的是中子发生器产生的脉冲快中子源12，则要求脉冲快中子源12相对于加速器产生的连续能谱X射线源22的发射时间有一定的延迟。
②利用快中子束16和连续能谱X射线束26衰减的不同所形成的曲线进行材料识别。材料识别的方法为：用中子探测器18测量穿透被检客体34的中子强度为Tn，用X射线探测器28测量穿透被检客体的X射线强度为Tx；以c1＝-lnTx*scale为横坐标，以c2＝-lnTn*scale为纵坐标，成对的点(c1，c2)构成只和等效原子系数Z有关的n-x曲线。中子扫描图像的一个像素的灰度值对应于X射线扫描图像的一个或几个像素的灰度的均值来查找n-x曲线，用不同颜色在扫描图像上表示不同的材料。
上述用Tn和Tx得到被检物34的等效原子序数Z的方法为：
窄束单能中子束在被检物中的衰减遵守指数规律：
I n = I n 0 e - μ n x - - - ( 1 )
式中：
In：透射中子束强度，
In0：入射中子束强度，
μn：被检物对入射中子的衰减系数总和，
x：被检物厚度，
窄束连续能谱中子束在被检物中的衰减公式：
I n = • 0 Enb I no ( E ) e - μ n ( E , Z ) x dE - - - ( 2 )
式中：
In0(E)：能量为E的入射中子束强度，
μn(E，Z)：等效原子系数为Z的被检物对能量为E的中子的衰减系数和，
Enb：中子束的边界能量，
窄束连续能谱X射线在被检物体中的衰减公式：
I x = • 0 Exb I x 0 ( E ) e - μ x ( E , Z ) x dE - - - ( 3 )
式中：
Ix：透射X射线束强度，
Ix0(E)：能量为E的入射X射线束强度，
μx(E，Z)：等效原子系数为Z的被检物对能量为E的X射线束的衰减系数和，
Exb：X射线束的边界能量，
在中子束16和X射线束26同为连续能谱的情况下，用下列非线性积分方程组对材料进行识别：
Figure C20051008676400141
式中：
Tn(E，x，Z)：表示等效原子序数为Z、厚度为x的物质对边界能量为Enb的中子束的透明度，
Tx(E，x，Z)：表示等效原子序数为Z、厚度为x的物质对边界能量为Exb的X射线束的透明度，
在中子束16为单能En，而X射线束26为连续能谱的情况下，
用下列非线性积分方程组对材料进行识别：
Figure C20051008676400142
通过求解非线性积分方程组(4)或(5)，消去被检物34厚度x，推出被检物34的等效原子序数Z。
本发明在进行材料检测时，可通过同时移动中子扫描架和X射线扫描架对放置在检测通道32上的集装箱或其它大型客体进行扫描检测，也可固定中子扫描架和X射线扫描架，而使被检集装箱或其它大型客体在检测通道32上移动完成扫描检测。
实施例二
参看图2和图3，本发明包括检测通道32、可置于其上的被检客体34、可产生连续能谱脉冲X射线源和光中子源的加速器42、中子探测器18和X射线探测器28。加速器42置于检测通道32的一侧，中子探测器18和X射线探测器28置于检测通道32的另一侧。加速器42的连续能谱脉冲X射线源22的前端置有双通道分流准直器52，一路X射线束通过双通道分流准直器52中的X射线束准直器形成连续能谱脉冲X射线束26，另一路X射线束58通过双通道分流准直器52中的分流准直器进入采用铅和石墨混合材料制成的光中子增强腔50中并由L形的光中子转换增强靶56产生光中子。光中子经光中子增强腔50中的铋滤波片60和光中子通道51形成光中子束16，光中子束16和连续能谱X射线束26穿透被检客体34后正对中子探测器18和X射线探测器28。由连续能谱脉冲X射线源22发出的连续能谱X射线束26和光中子束16分别与X射线探测器28和中子探测器18形成X射线扫描架和中子扫描架，在检测通道32内并排放置，沿被检客体运行方向X射线扫描架在前，中子扫描架在后并相隔一定距离。
本发明装置使用时的方法步骤与实施例一相同，在此不再赘述。

Claims (11)

1、用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法，其主要步骤为：
①用快中子源和连续能谱X射线源分别发射的快中子束和连续能谱X射线束穿透被检客体，直接测量快中子束和连续能谱X射线束并分别扫描成像；
②利用快中子束和连续能谱X射线束衰减的不同所形成的曲线进行材料识别；
上述步骤②中利用曲线进行材料识别的方法为：用中子探测器测量穿透被检客体的中子强度为Tn，用X射线探测器测量穿透被检客体的X射线强度为Tx；以c1＝-lnTx*scale为横坐标，以c2＝-lnTn*scale为纵坐标，成对的点(c1，c2)构成只和等效原子系数Z有关的n-x曲线；中子扫描图像的一个像素的灰度值对应于X射线扫描图像的一个或几个像素的灰度的均值来查找n-x曲线，用不同颜色在扫描图像上表示不同的材料。
2、根据权利要求1所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法，其特征在于，所述快中子源包括中子发生器产生的脉冲快中子源、同位素中子源和光中子源，所述连续能谱X射线源包括电子直线加速器和X光机。
3、根据权利要求2所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法，其特征在于，所述光中子源是由电子直线加速器产生的连续能谱脉冲X射线束分流后打在光中子转换靶上产生，具体的方法步骤为：电子直线加速器产生的连续能谱脉冲X射线束经分流后，一路通过X射线准直器形成X射线束，另一路打在光中子转换增强靶上产生光中子，经准直器形成光中子束。
4、根据权利要求1、2或3所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法，其特征在于，所述对快中子束和连续能谱X射线束的测量分别采用对快中子和X射线具有高探测效率的中子探测器和X射线探测器。
5、根据权利要求4所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法，其特征在于，所述由快中子源和中子探测器形成的中子扫描架以及由连续能谱X射线源和X射线探测器形成的X射线扫描架在扫描方向并排放置，使被检客体先通过X射线扫描架再通过中子扫描架。
6、根据权利要求5所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别的方法，其特征在于，所述中子发生器产生的脉冲快中子源相对于电子直线加速器产生的连续能谱X射线源的发射时间有一定的延迟。
7、实现权利要求1所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别方法的装置，它包括检测通道(32)和可置于其上的被检客体(34)，其特征在于，它还包括可产生连续能谱脉冲X射线源和光中子源的加速器(42)、中子探测器(18)和X射线探测器(28)，所述加速器(42)置于检测通道(32)的一侧，中子探测器(18)和X射线探测器(28)置于检测通道(32)的另一侧，所述加速器(42)的连续能谱脉冲X射线源(22)的前端置有双通道分流准直器(52)，一路X射线束通过双通道分流准直器(52)中的X射线束准直器准直形成连续能谱脉冲X射线束(26)，另一路X射线束(58)通过双通道分流准直器(52)中的分流准直器进入光中子增强腔(50)中并打在光中子转换增强靶(56)上产生光中子，光中子经与光中子增强腔(50)相连的光中子通道(51)形成光中子束(16)，光中子束(16)和连续能谱X射线束(26)穿透被检客体(34)后分别正对中子探测器(18)和X射线探测器(28)。
8、根据权利要求7所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别方法的装置，其特征在于，所述由连续能谱脉冲X射线源(22)发出的连续能谱X射线束(26)和光中子束(16)分别与X射线探测器(28)和中子探测器(18)形成X射线扫描架和中子扫描架，在检测通道(32)内并排放置，沿使被检客体(34)先通过X射线扫描架再通过中子扫描架。
9、根据权利要求7或8所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别方法的装置，其特征在于，所述光中子转换增强靶(56)的材料为铍，光中子转换增强靶(56)的形状为圆弧形、圆柱形、圆锥形或者L形。
10、根据权利要求9所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别方法的装置，其特征在于，所述光中子增强腔(50)中的光中子转换增强靶(56)和光中子通道(51)之间设有铋滤波片(60)。
11、根据权利要求10所述的用快中子和连续能谱X射线进行材料识别方法的装置，其特征在于，所述光中子增强腔(50)采用铅和石墨混合材料制成。
CN200510086764A 2005-11-03 2005-11-03 用快中子和连续能谱x射线进行材料识别的方法及其装置 Active CN100582758C (zh)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200510086764A CN100582758C (zh) 2005-11-03 2005-11-03 用快中子和连续能谱x射线进行材料识别的方法及其装置
GB0602432A GB2432094B (en) 2005-11-03 2006-02-07 Method and equipment for discriminating materials by employing fast neutron and continuous Spectral X-ray
AU2006200561A AU2006200561B2 (en) 2005-11-03 2006-02-09 Method and Equipment for Discriminating Materials by Employing Fast Neutron and Continuous Spectral X-ray
US11/353,472 US7399976B2 (en) 2005-11-03 2006-02-14 Method and equipment for discriminating materials by employing fast neutron and continuous spectral x-ray
RU2006105794/28A RU2305829C1 (ru) 2005-11-03 2006-02-27 Способ и устройство для распознавания материалов с помощью быстрых нейтронов и непрерывного спектрального рентгеновского излучения
BE2006/0137A BE1017033A3 (nl) 2005-11-03 2006-03-03 Methode en uitrusting voor het onderscheiden van materialen door gebruik te maken van snelle neutronen en continu spectrale x-stralen.
FR0650750A FR2892816B1 (fr) 2005-11-03 2006-03-03 Procede et equipement pour la discrimination des materiaux employant des neutrons rapides et des rayons x a spectre continu
KR1020060033483A KR100835270B1 (ko) 2005-11-03 2006-04-13 고속 중성자와 연속 에너지 스펙트럼 ｘ선으로 재료 식별을진행하는 방법 및 장치
JP2006133483A JP2007127617A (ja) 2005-11-03 2006-05-12 高速中性子及び連続エネルギー・スペクトルｘ線により材料識別する方法及びその装置
DE102006023309.3A DE102006023309B4 (de) 2005-11-03 2006-05-18 Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Materialen mittels Schnellneutronen und eines kontinuierlichen spektralen Röntgenstrahles
PCT/CN2006/002944 WO2007051418A1 (en) 2005-11-03 2006-11-02 Method and equipment for discriminating materials by employing fast neutron and continuous spectral x-ray
US12/665,306 US8913707B2 (en) 2005-11-03 2008-06-19 Photoneutron conversion target

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200510086764A CN100582758C (zh) 2005-11-03 2005-11-03 用快中子和连续能谱x射线进行材料识别的方法及其装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1959387A CN1959387A (zh) 2007-05-09
CN100582758C true CN100582758C (zh) 2010-01-20

Family

ID=37055959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200510086764A Active CN100582758C (zh) 2005-11-03 2005-11-03 用快中子和连续能谱x射线进行材料识别的方法及其装置

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7399976B2 (zh)
JP (1) JP2007127617A (zh)
KR (1) KR100835270B1 (zh)
CN (1) CN100582758C (zh)
AU (1) AU2006200561B2 (zh)
BE (1) BE1017033A3 (zh)
DE (1) DE102006023309B4 (zh)
FR (1) FR2892816B1 (zh)
GB (1) GB2432094B (zh)
RU (1) RU2305829C1 (zh)
WO (1) WO2007051418A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104237270A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 同方威视技术股份有限公司 利用光中子透射对物体成像的方法以及装置
CN105651793A (zh) * 2016-01-05 2016-06-08 合肥泰禾光电科技股份有限公司 一种克服物体厚度影响的x光检测方法

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8223919B2 (en) 2003-04-25 2012-07-17 Rapiscan Systems, Inc. X-ray tomographic inspection systems for the identification of specific target items
US9113839B2 (en) 2003-04-25 2015-08-25 Rapiscon Systems, Inc. X-ray inspection system and method
GB0525593D0 (en) 2005-12-16 2006-01-25 Cxr Ltd X-ray tomography inspection systems
US7949101B2 (en) 2005-12-16 2011-05-24 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners and X-ray sources therefor
US8837669B2 (en) 2003-04-25 2014-09-16 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanning system
US8243876B2 (en) 2003-04-25 2012-08-14 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners
GB0903198D0 (en) * 2009-02-25 2009-04-08 Cxr Ltd X-Ray scanners
WO2007130857A2 (en) * 2006-05-05 2007-11-15 American Science And Engineering, Inc. Combined x-ray ct/neutron material identification system
US7539283B2 (en) 2007-01-17 2009-05-26 Ge Homeland Protection, Inc. Combined computed tomography and nuclear resonance fluorescence cargo inspection system and method
US20090003651A1 (en) * 2007-05-29 2009-01-01 Peter Dugan Object segmentation recognition
RU2408942C1 (ru) 2007-06-21 2011-01-10 Цингхуа Унивесити Мишень, преобразующая излучение в фотонейтроны, и источник рентгеновского излучения и фотонейтронов
CN101435783B (zh) 2007-11-15 2011-01-26 同方威视技术股份有限公司 物质识别方法和设备
US9268027B2 (en) 2008-05-12 2016-02-23 Nuctech Company Ltd. Method and system for detecting special nuclear materials
FR2933498B1 (fr) * 2008-07-04 2012-07-06 Smiths Heimann Sas Procede et dispositif pour detecter la presence, dans une charge, d'objets suspects constitues de materiaux nucleaires de poids atomiques eleve
US20110170661A1 (en) * 2008-08-26 2011-07-14 General Electric Company Inspection system and method
CN102109607B (zh) * 2009-12-29 2013-03-27 同方威视技术股份有限公司 快中子探测方法、物质识别方法及中子探测器
CN102109473B (zh) * 2009-12-29 2012-11-28 同方威视技术股份有限公司 利用光中子透射对物体成像的方法及探测器阵列
BR122019027691B1 (pt) * 2010-02-25 2021-12-28 Rapiscan Systems, Inc. Sistema de inspeção para medir diversas assinaturas de fissão
KR101304104B1 (ko) * 2011-06-10 2013-09-05 한국원자력연구원 Ｘ－ｒａｙ와 중성자를 동시에 사용하는 화물검색장치
US9970890B2 (en) * 2011-10-20 2018-05-15 Varex Imaging Corporation Method and apparatus pertaining to non-invasive identification of materials
RU2593783C2 (ru) * 2011-10-26 2016-08-10 Конинклейке Филипс Н.В. Радиографическое устройство для обнаружения фотонов с коррекцией смещения
CN103135119A (zh) * 2011-12-01 2013-06-05 中国辐射防护研究院 可携式多量程参考辐射装置
US8541756B1 (en) * 2012-05-08 2013-09-24 Accuray Incorporated Systems and methods for generating X-rays and neutrons using a single linear accelerator
CN104754852B (zh) 2013-12-27 2019-11-29 清华大学 核素识别方法、核素识别***及光中子发射器
FR3016969B1 (fr) * 2014-01-24 2017-05-05 Commissariat Energie Atomique Dispositif de mesure de quantite de beryllium dans un objet radioactif
CA2998364A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 American Science And Engineering, Inc. Backscatter characterization using interlinearly adaptive electromagnetic x-ray scanning
CN106226339A (zh) * 2016-09-20 2016-12-14 清华大学 中子产生设备，中子成像设备以及成像方法
US10705243B2 (en) * 2018-01-29 2020-07-07 Korea Atomic Energy Research Institute Nondestructive inspection system
EP3776600A4 (en) * 2018-04-11 2021-12-22 Phoenix Neutron Imaging LLC NEUTRON IMAGING SYSTEMS AND METHODS
SK8449Y1 (sk) * 2018-05-11 2019-05-06 Fulop Marko Zariadenie na odhaľovanie nelegálnych úkrytov v náklade železnej rudy
KR102025662B1 (ko) * 2018-06-08 2019-09-27 한국원자력연구원 중성자선 및 엑스선 검출 가능한 방사선 검출 장치 및 방법
JP7140656B2 (ja) * 2018-11-30 2022-09-21 株式会社日立製作所 Ｘ線・中性子ハイブリッド撮像装置
CN109596646A (zh) * 2018-12-30 2019-04-09 东莞材料基因高等理工研究院 一种用于中子衍射谱仪的原位x射线ct成像装置
GB2582644A (en) * 2019-03-29 2020-09-30 Symetrica Ltd Nuclear radiation monitoring apparatus and method
CN110567814B (zh) * 2019-08-26 2024-02-20 中国科学院地质与地球物理研究所 一种天然气水合物沉积物三轴力学试验中子成像方法
CN111596179A (zh) * 2020-05-25 2020-08-28 国网湖南省电力有限公司 基于数字成像技术的电缆缓冲层缺陷带电检测方法、***、介质及设备
CN113075241A (zh) * 2021-04-01 2021-07-06 中国原子能科学研究院 中子成像和x射线成像***、方法以及装置
CN113281354B (zh) * 2021-04-13 2022-09-27 中科超睿(青岛)技术有限公司 基于中子与x射线的危险品检测装置及方法
CN115616010B (zh) * 2022-12-19 2023-03-21 合肥金星智控科技股份有限公司 基于跨皮带中子活化分析的物料成分检测方法及检测装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3237009A (en) * 1963-03-29 1966-02-22 Gen Dynamics Corp Method and device for radiography with neutrons of thermal energies
JPS6479648A (en) * 1987-09-22 1989-03-24 Japan Atomic Energy Res Inst Airport security system
JPH01154000A (ja) * 1987-12-10 1989-06-16 Yoshinori Hayakawa 中性子発生装置
CN2039422U (zh) * 1988-11-21 1989-06-14 湖南省交通科学研究所 核子土基密度含水量联合测定仪
US5098640A (en) * 1990-01-10 1992-03-24 Science Applications International Corporation Apparatus and method for detecting contraband using fast neutron activation
US5200626A (en) * 1990-03-28 1993-04-06 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Hidden explosives detector employing pulsed neutron and x-ray interrogation
FI94678C (fi) * 1990-10-02 1995-10-10 Fabretti Holdings Ltd Kuvausmenetelmä kappaleiden rakenteen määrittämiseksi
RU1783395C (ru) * 1990-12-17 1992-12-23 Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" Способ измерени влажности сыпучих материалов
NZ237767A (en) * 1992-04-09 1994-09-27 Inst Geolog Nuclear Sciences Luggage scanning by fast neutrons and gamma radiation
JPH0674920A (ja) * 1992-08-27 1994-03-18 Mitsubishi Atom Power Ind Inc Ｘ線・中性子線併用非破壊検査装置の画像表示方法
US5838759A (en) * 1996-07-03 1998-11-17 Advanced Research And Applications Corporation Single beam photoneutron probe and X-ray imaging system for contraband detection and identification
JPH10104175A (ja) * 1996-10-01 1998-04-24 Shimadzu Corp 材質特定ｘ線検査装置
JPH10123070A (ja) * 1996-10-16 1998-05-15 Toshiba Corp 水素含有量分析装置
JPH1164248A (ja) 1997-08-27 1999-03-05 Hitachi Eng & Services Co Ltd 内容物識別装置および内容物識別方法
EP1062555A4 (en) * 1998-02-11 2001-05-23 Analogic Corp TOMODENSITOMETRY APPARATUS AND METHOD FOR CLASSIFYING OBJECTS
JPH11230918A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Hitachi Medical Corp Ｘ線検査装置
FR2788599B1 (fr) * 1999-01-20 2001-12-21 Heimann Systems Systeme de discrimination de matieres organiques et inorganiques
JP2001099790A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Ｘ線検査装置
DE10062214B4 (de) * 2000-12-13 2013-01-24 Smiths Heimann Gmbh Vorrichtungen zur Durchleuchtung von Objekten
JP2003215065A (ja) * 2002-01-24 2003-07-30 Shimadzu Corp 放射線撮像装置
US7356115B2 (en) * 2002-12-04 2008-04-08 Varian Medical Systems Technology, Inc. Radiation scanning units including a movable platform
CA2508169C (en) * 2002-12-10 2012-07-17 Brian David Sowerby Radiographic equipment
DE10257749B4 (de) * 2002-12-10 2006-05-04 Krones Ag Vorrichtung zum Inspizieren von gefüllten und verschlossenen Gefäßen
CN1588020A (zh) * 2004-10-15 2005-03-02 南京大陆中电科技股份有限公司 基于谱库最小二乘法的煤炭元素分析方法及在线检测设备
CN1632544A (zh) * 2004-12-30 2005-06-29 吉林省科仑辐射技术开发有限公司 中子水泥多元素分析仪

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104237270A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 同方威视技术股份有限公司 利用光中子透射对物体成像的方法以及装置
CN105651793A (zh) * 2016-01-05 2016-06-08 合肥泰禾光电科技股份有限公司 一种克服物体厚度影响的x光检测方法
CN105651793B (zh) * 2016-01-05 2019-04-02 合肥泰禾光电科技股份有限公司 一种克服物体厚度影响的x光检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2892816B1 (fr) 2015-08-14
KR100835270B1 (ko) 2008-06-05
DE102006023309B4 (de) 2014-06-05
AU2006200561A1 (en) 2007-05-17
JP2007127617A (ja) 2007-05-24
AU2006200561B2 (en) 2009-12-03
KR20070048107A (ko) 2007-05-08
RU2305829C1 (ru) 2007-09-10
US20070096036A1 (en) 2007-05-03
BE1017033A3 (nl) 2007-12-04
US7399976B2 (en) 2008-07-15
WO2007051418A1 (en) 2007-05-10
DE102006023309A1 (de) 2007-05-24
CN1959387A (zh) 2007-05-09
GB2432094B (en) 2010-04-14
GB0602432D0 (en) 2006-03-22
GB2432094A (en) 2007-05-09
FR2892816A1 (fr) 2007-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100582758C (zh) 用快中子和连续能谱x射线进行材料识别的方法及其装置
US8374310B2 (en) Method and system for contraband detection using photoneutrons and X-rays
CN1995993B (zh) 一种利用多种能量辐射扫描物质的方法及其装置
US7847260B2 (en) Nuclear threat detection
Buffler et al. Detecting contraband using neutrons: challenges and future directions
CN102884422A (zh) 用以确定物质的原子序数的、高能量x射线的基于光谱学的检查***和方法
CN105807328B (zh) 基于背散射成像的检测***和方法
CN105549103A (zh) 基于宇宙射线的检查运动对象的方法、装置及***
CN205670194U (zh) 基于背散射成像的检测***
CN102109607B (zh) 快中子探测方法、物质识别方法及中子探测器
CN2890900Y (zh) 一种用快中子和连续能谱x射线进行材料识别的装置
CN201286191Y (zh) 一种光中子转换靶
CN102621587B (zh) 一种可携带式x射线反散射成像检测仪
US8110812B2 (en) Method and system for detecting nitrogenous materials via gamma-resonance absorption (GRA)
CN201286192Y (zh) 一种光中子转换靶和光中子-x射线源
Kovaltchouk et al. A neutron Albedo system with time rejection for landmine and IED detection
McFee et al. Defence Research and Development Canada: Suffield research on nuclear methods for detection of buried bulk explosives
Green Cosmic Ray-Based Scanning: Techniques and Detectors
Megahid et al. Low cost combined systems for detection of contraband hidden in cargo containers
Liu et al. Research of 9 Be photoneutron source used in the photoneutron and X-ray radiography system
Peerani et al. The EURITRACK concept for cargo inspection with tagged neutrons
WO2012102766A2 (en) System for remote and fast detection and location of explosive substances

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant