RU2468391C2 - Обнаружение частиц и варианты применения для безопасности и портального контроля - Google Patents

Обнаружение частиц и варианты применения для безопасности и портального контроля Download PDF

Info

Publication number
RU2468391C2
RU2468391C2 RU2009119985/28A RU2009119985A RU2468391C2 RU 2468391 C2 RU2468391 C2 RU 2468391C2 RU 2009119985/28 A RU2009119985/28 A RU 2009119985/28A RU 2009119985 A RU2009119985 A RU 2009119985A RU 2468391 C2 RU2468391 C2 RU 2468391C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drift
volume
charged particles
cells
charged particle
Prior art date
Application number
RU2009119985/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009119985A (ru
Inventor
Кристофер Л. МОРРИС
Марк Ф. МАКЕЛА
Original Assignee
ЛОС АЛАМОС НЭШНЛ СЕКЬЮРИТИ, ЭлЭлСи
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 ЛОС АЛАМОС НЭШНЛ СЕКЬЮРИТИ, ЭлЭлСи filed Critical ЛОС АЛАМОС НЭШНЛ СЕКЬЮРИТИ, ЭлЭлСи
Publication of RU2009119985A publication Critical patent/RU2009119985A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2468391C2 publication Critical patent/RU2468391C2/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating 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
    • G01N23/20Investigating 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 using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating 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
    • G01N23/20Investigating 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 using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/207Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/20Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/22Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays
    • G01V5/222Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays measuring scattered radiation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/20Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/26Passive interrogation, i.e. by measuring radiation emitted by objects or goods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/18Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

Изобретения относятся к областям обнаружения частиц, анализа, контроля и, более конкретно, к безопасности и портальным системам и способам контроля. Сущность изобретения заключается в том, что в одном варианте выполнения система текущего контроля имеет систему отслеживания произведенных космическими лучами заряженных частиц с множеством дрейфовых ячеек. Дрейфовые ячейки, которые могут быть, например, алюминиевыми пролетными трубками, могут быть расположены, по меньшей мере, над и под контролируемым объемом для, таким образом, отслеживания влетающих и вылетающих заряженных частиц, таких как производимые космическими лучами мю-мезоны, при обнаружении также гамма-лучей. Система может выборочно обнаруживать устройства или материалы, такие как железо, свинец, золото и/или вольфрам, находящиеся в объеме, на основе многократного рассеяния заряженных частиц, проходящих сквозь объем, и может также обнаруживать любые радиоактивные источники, находящиеся в объеме, на основе испускаемых ими гамма-лучей. Дополнительно, пролетные трубки могут быть герметизированы для устранения потребности в системе газоснабжения. Технический результат - повышение эффективности обнаружения ядерных материалов. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

ОПИСАНИЕ
Перекрестная ссылка на предварительную заявку
Эта заявка PCT объявляет приоритет: (1) предварительный заявки на патент США № 60/855064, озаглавленной "Системы, способы и устройство для обнаружения частиц и анализа и его развертывание на месте применения" ("Systems, Methods and Apparatus for Particle Detection and Analysis and Field Deployment of the Same") и поданной 27 октября 2006 г., и (2) заявки на патент США № 11/771169, озаглавленной "Портальная система контроля радиации и способ" ("Radiation Portal Monitor System and Method") и поданной 29 июня 2007 г.
Описания вышеупомянутых двух заявок включены сюда в качестве ссылочного материала.
Заявление относительно федеральных прав
Это изобретение было сделано при поддержке Правительства согласно контракту № DE-AC52-06NA25396, предоставленному Министерством энергетики Соединенных Штатов. Правительство имеет определенные права на изобретение.
Область техники
Варианты осуществления изобретения относятся к областям обнаружения частиц, анализа, контроля и, более конкретно, но не исключительно, к безопасности и портальным системам и способам контроля.
Предпосылки изобретения
Угроза подрыва ядерного устройства в большом американском городе побудила исследования, нацеленные на обеспечение более жесткого контроля границ в отношении контрабанды ядерных материалов.
Статья, озаглавленная "Террористическая угроза - движение ядерных материалов черного рынка в Соединенные Штаты", датированная ноябрем 2001 г. (Gene R. Kelley), из архивов Фонда мира ядерного века, PMB 121, 1187 Coast Village Road, Suite 1, Santa Barbara, CA 93108, USA, выделяет проблему тайной транспортировки специальных ядерных материалов. Kelley обращается к некоторым возможностям движения материала этого типа следующим образом:
1) приложение для транспортировки малых, хорошо экранированных упаковок на установившихся маршрутах транспортировки наркотиков и контрабанды,
2) транспортировка материалов обычно в хорошо экранированных небольших контейнерах через тайную сеть широко распространенных агентов,
3) переноска людьми больших количеств небольших доз через, в основном, прозрачные границы Соединенных Штатов,
4) использование разнообразных способов распространения (маршрутов и перевозок), требующих множество маршрутов - пунктов и изменения внешних характеристик транспортных контейнеров в каждой точке,
5) смешивание материалов и законных продуктов для повседневных поставок.
Kelley заключает, что обширность задач обнаружения и опознания хорошо упакованных ядерных материалов делает вероятность обнаружения малых количеств очень сомнительной.
Использование портальных мониторов в пограничных пунктах контроля становится обычной практикой для обнаружения ввозимых контрабандой ядерных материалов. Во многих случаях может использоваться экранирование для укрытия ядерных признаков. В обычных детекторах ядерных материалов используют гамма-детекторы или детекторы рентгеновского излучения высокого разрешения.
Неэкранированные количества в килограммах высокообогащенного урана могут быть обнаружены с высокой надежностью с 1-минутным временем отсчета посредством обнаружения гамма-лучей от примесей урана-238. На фиг. 1 прилагаемых чертежей показан пример данных отсчета от гамма-детектора высокого разрешения, использованного для обнаружения оружейного урана: 10% урана-238, 90% урана-235 без экранирования и с экранированием из свинца толщиной 5 см и 2,5 см, соответственно. На фиг. 1 показано, как самоэкранирование ядерного материала понижает скорости отсчета. Для экранирования опасного объекта требуются свинец, золото, вольфрам или другой экранирующий материал толщиной приблизительно 5 см.
Как показано на фиг. 1 и дополнительно на фиг. 2 и 3, которые иллюстрируют моделирование рентгенографии 20 кг урана среди автомобильных дифференциалов с использованием расходящегося пучка рентгеновских лучей, произведенных источником 8МВ. Эти моделирования показывают, что рентгеновская радиография может визуализировать объекты даже в некотором плотном, загромождающем грузе, но окончательные характеристики объектов, состоящих из тяжелых элементов, искажаются рассеянными фонами и недостаточны для пропуска многих грузов.
Учитывая указанное выше, небольшое количество материала, необходимое для создания ядерного устройства, и легкость, с которой характеристики нейтронного и гамма-излучения могут быть скрыты при помощи экранирования, затрудняют жесткий контроль границы в отношении контрабанды ядерных материалов.
Сущность изобретения
Следующее краткое описание изобретения дано для облегчения понимания технических признаков, связанных со способами, устройством и системами для обнаружения частиц, таких как мю-мезоны, и не представляет собой полное описание. Полная оценка различных объектов изобретения может быть получена посредством ознакомления с полным описанием, формулой изобретения, чертежами и рефератом в целом.
Способы, устройство и системы для обнаружения частиц, таких как мю-мезоны, описаны в различных примерах. В одном варианте осуществления изобретения описана система обнаружения частиц, включающая первый набор позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц, расположенных на первой стороне зоны расположения объекта, для измерения положений и направлений бомбардирующих заряженных частиц, направляющихся к зоне расположения объекта, второй набор позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц, расположенных на второй стороне зоны расположения объекта, противоположной первой стороне, для измерения положений и направлений вылетающих заряженных частиц, выходящих из зоны расположения объекта, и блок обработки сигналов, который может включать, например, микропроцессор для приема данных сигналов измерений относительно влетающих заряженных частиц от первого набора позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц и сигналов измерений относительно вылетающих заряженных частиц от второго набора позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц. Этот блок обработки сигналов конфигурирован для анализа рассеяния мю-мезонов в материалах в пределах зоны расположения объекта на основе измеренных входных и выходных положений и направлений заряженных частиц для получения томографического профиля или пространственного распределения рассеивающих центров в пределах зоны расположения объекта. Полученный томографический профиль или пространственное распределение рассеивающих центров может использоваться для обнаружения присутствия или отсутствия одного или более объектов в зоне расположения объекта, таких как материалы с высокими атомными числами, включая ядерные материалы или устройства. Каждый позиционно-чувствительный детектор заряженных частиц может быть выполнен в различных конфигурациях, включая дрейфовые ячейки, такие как пролетные (дрейдовые) трубки, заполненные газом, который может быть ионизирован заряженными частицами. Дрейфовые ячейки могут быть расположены для обеспечения, по меньшей мере, трех позиционных измерений относительно заряженных частиц в первом направлении и, по меньшей мере, трех позиционных измерений относительно заряженных частиц во втором направлении, отличном от указанного первого направления. Дрейфовые ячейки также могут быть приспособлены и расположены на окружающих сторонах объема таким образом, чтобы дрейфовые ячейки формировали коробчатую или четырехстороннюю структуру. Такая система может применяться для использования естественных произведенных космическими лучами мю-мезонов, как источника мю-мезонов для обнаружения одного или более объектов в зоне расположения объекта. Например, система может использоваться для осмотра занятых пассажирами транспортных средств в пунктах пересечения границы на предмет представляющих ядерную опасность объектов.
Вышеупомянутые объекты изобретения и одно или более преимуществ теперь могут быть достигнуты согласно данному описанию.
Согласно одному объекту, система контроля имеет систему отслеживания произведенных космическими лучами заряженных частиц с множеством детекторов заряженных частиц. Детекторы заряженных частиц имеют форму дрейфовых ячеек, которые могут представлять собой, например, пролетные трубки круглого или некруглого поперечного сечения или нетрубчатые ячейки, конфигурированные как для обеспечения отслеживания влетающих и вылетающих проходящих сквозь контролируемый объем заряженных частиц, таких как производимые космическими лучами мю-мезоны, так и для обнаружения гамма-лучей. Система может как выборочно обнаруживать устройства или материалы, в частности, но не исключительно, материалы высокой плотности, такие как железо, свинец, золото и/или вольфрам, находящиеся в объеме, на основе многократного рассеяния заряженных частиц, проходящих сквозь объем, так и обнаруживать радиоактивные источники, находящиеся в объеме, на основе испускаемых от них гамма-лучей.
Предпочтительно, принятие дрейфовых ячеек как детекторов заряженных частиц в системе отслеживания на космических лучах, эффективно обеспечивает комбинирование функций радиографического устройства на космических лучах со счетчиком гамма-излучения для получения надежного детектора для обнаружения ядерной опасности. Это устраняет потребность в двух отдельных инструментах.
Дрейфовые ячейки могут представлять собой герметизированные дрейфовые ячейки, дополнительно понижающими стоимость и сложность системы, устраняя потребность в системе газоснабжения.
Типичный рабочий газ в пролетных трубках содержит невоспламеняющийся газ, такой как смесь аргона, двуокиси углерода и тетрафторметана (CF4).
Дрейфовые ячейки могут содержать набор пролетных трубок, расположенных над объемом, и другой набор пролетных трубок, расположенных под объемом. Каждый набор пролетных трубок может иметь, по меньшей мере, три пролетные трубки, конфигурированные в первом направлении, и другие, по меньшей мере, три пролетные трубки, конфигурированные во втором направлении. Первое направление может быть ортогональным ко второму направлению.
В пределах системы может быть расположен источник гамма-лучей или нейтронов для обеспечения активного исследования материала, находящегося в объеме.
Согласно другому объекту, система контроля имеет средство отслеживания произведенных космическими лучами мю-мезонов, имеющее множество детекторов мю-мезонов в форме дрейфовых ячеек. Пролетные трубки могут быть расположены, по меньшей мере, над и под контролируемым объемом как для обеспечения отслеживания влетающих и вылетающих мю-мезонов, так и для подсчета гамма-лучей. При использовании система может и выборочно обнаруживать экранирование высокой плотности радиоактивного материала, находящегося в объеме, благодаря многократному рассеянию мю-мезонов, проходящих сквозь объем, и обнаруживать радиоактивный материал, находящийся в объеме, благодаря испускаемым им гамма-лучам.
Сканируемый объем может иметь достаточный размер, позволяющий разместить в нем транспортное средство или грузовой контейнер. Предпочтительно, принятие пролетных трубок как детекторов мю-мезонов позволяет системе выполнять пассивное сканирование занимаемых пассажирами транспортных средств с коротким временем сканирования и без доз излучения выше окружающего фона.
Согласно еще одному объекту, способ контроля содержит расположение множества дрейфовых ячеек на противоположных сторонах контролируемого объема; обнаружение при помощи дрейфовых ячеек влетающих и вылетающих произведенных космическими лучами заряженных частиц вместе с любыми гамма-лучами; выборочное обнаружение любого материала, находящегося в объеме, благодаря многократному рассеянию заряженных частиц, проходящих сквозь объем; и обнаружение при помощи гамма-лучей любых радиоактивных источников, находящихся в объеме.
Подготовка множества дрейфовых ячеек может содержать подготовку набора, по меньшей мере, из трех плоскостей пролетных трубок над объемом и подготовку набора, по меньшей мере, из трех плоскостей пролетных трубок под объемом и может также содержать подготовку пролетных трубок в каждой плоскости в двух ортогональных координатах.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые фигуры, на которых одинаковые ссылочные позиции относятся к идентичным или функционально-подобным элементам во всех отдельных видах и которые включены в описание и формируют его часть, дополнительно поясняют настоящее изобретение и совместно с подробным описанием изобретения служат для пояснения принципов настоящего изобретения.
Фиг. 1 - примерные данные подсчета гамма-детектором высокого разрешения, использованного для обнаружения оружейного урана: 10% урана-238 и 90% урана-235 с использованием сигналов гамма-лучей от пробы 400 граммов урана-238 без экранирования и с экранированием свинцом толщиной 5 см и 2,5 см, соответственно;
фиг. 2 и 3, 1 (Предшествующий уровень техники) - виды моделирования рентгеновских радиографий обнаружения урана среди автомобильных дифференциалов и расходящегося пучка 8 МВ;
фиг. 4 - портальная система контроля с использованием космических лучей для обнаружения объекта согласно одному варианту осуществления изобретения;
фиг. 5 - вид сбоку другой портальной системы контроля с использованием космических лучей для обнаружения объекта согласно другому варианту осуществления изобретения;
фиг. 6 - подробный вид в перспективе портальной системы контроля согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения;
фиг. 7 - вид сечения части модуля пролетных трубок, конфигурированного для обнаружения заряженных космическими лучами частиц и гамма-лучей согласно одному варианту осуществления изобретения;
фиг. 8 и 9 - соответственно, типичные экспериментальные диапазонные данные и теоретические результаты многократного кулоновского рассеяния при измерении 1000 см2 урана в течение 1 минуты при помощи системы на космических лучах;
фиг. 10 - таблица, показывающая теоретическую скорость (dE/dx) потери энергии и радиационную длину (X) для разных материалов; и
фиг. 11 и 12 - портальные системы контроля, приспособленные и расположенные для контроля груза в транспортных средствах и контейнерах согласно альтернативным вариантам осуществления изобретения.
Подробное описание изобретения
Конкретные величины и конфигурации, указанные в этих не вносящих ограничений примерах, могут быть различными и приведены только для иллюстрации, по меньшей мере, одного варианта осуществления настоящего изобретения и не предназначены для ограничения объема изобретения.
Системы обнаружения частиц и способы, описанные в этой заявке, могут быть осуществлены для обнаружения присутствия некоторых объектов или материалов, таких как ядерные материалы, и для получения томографической информации о таких объектах в различных вариантах применения, включая, но не ограничиваясь этим, проверку упаковок, контейнеров, транспортных средств с пассажирами в контрольно-пропускных пунктах, пунктах пересечения границы и других местах на предмет наличия представляющих ядерную опасность объектов, которые могут включать от полностью снаряженных ядерных боеприпасов до малых количеств хорошо экранированных ядерных материалов. Признаки, описанные в этой заявке, могут использоваться для создания различных систем обнаружения частиц.
Например, система обнаружения частиц может включать зону расположения объекта для размещения проверяемого объекта, первый набор позиционно-чувствительных детекторов мю-мезонов, расположенных на первой стороне зоны расположения объекта для измерения положений и направлений бомбардирующих мю-мезонов, движущихся в зону расположения объекта, второй набор позиционно-чувствительных детекторов мю-мезонов, расположенных на второй стороне зоны расположения объекта против первой стороны, для измерения положений и направлений вылетающих мю-мезонов, выходящих из зоны расположения объекта, и блок обработки сигналов, который может включать, например, микропроцессор для приема данных сигналов измерений, относящихся к влетающим мю-мезонам, от первого набора позиционно-чувствительных детекторов мю-мезонов, и сигналов измерений, относящихся к вылетающим мю-мезонам, от второго набора позиционно-чувствительных детекторов мю-мезонов. Например, каждый из первого и второго наборов детекторов частиц может быть выполнен так, чтобы он включал пролетные (дрейдовые) трубки, приспособленные для обеспечения, по меньшей мере, трех позиционных измерений относительно заряженных частиц в первом направлении и, по меньшей мере, трех позиционных измерений относительно заряженных частиц во втором направлении, отличном от первого направления. Блок обработки сигналов конфигурирован для анализа характеристик рассеяния мю-мезонов, вызванного рассеянием мю-мезонов в материалах в пределах зоны расположения объекта, на основе измеренных положений и направлений влетающих и вылетающих мю-мезонов, для получения томографического профиля или пространственного распределения рассеивающих центров в пределах зоны расположения объекта. Полученный томографический профиль или пространственное распределение рассеивающих центров может использоваться для обнаружения присутствия или отсутствия одного или более объектов в зоне расположения объекта, таких как материалы с высокими атомными числами, включая ядерные материалы или устройства. Каждый позиционно-чувствительный детектор мю-мезонов может быть выполнен в различных конфигурациях, включая дрейфовые ячейки, такие как пролетные трубки, заполненные газом, который может быть ионизирован мю-мезонами. Такая система может применяться для использования мю-мезонов, произведенных естественными космическими лучами, как источника мю-мезонов для обнаружения одного или более объектов в зоне расположения объекта.
Как будет описано более подробно ниже, в конкретных иллюстративных вариантах осуществления изобретения, в системах обнаружения частиц могут использоваться пролетные трубки для обеспечения отслеживания заряженных частиц, таких как мю-мезоны, проходящих через объем, а также сопутствующего обнаружения нейтронных частиц. Однако специалистам в данной области техники будет понятно, что такие детекторы заряженных частиц могут использоваться в других вариантах применения, отличных от отслеживания произведенных космическими лучами заряженных частиц, для обнаружения других заряженных частиц кроме произведенных космическими лучами заряженных частиц. Эти детекторы заряженных частиц применимы для любых заряженных частиц от любого соответствующего источника. Например, мю-мезоны могут быть произведены космическими лучами или пучком мю-мезонов низкой интенсивности от ускорителя.
В вариантах применения для портального контроля, иллюстративные варианты осуществления изобретения дают подход, обеспечивающий надежное обнаружение ядерных материалов с уменьшенными затратами и с увеличенной эффективностью. Кроме того, этот подход может обеспечивать получение портального устройства контроля радиации, которое способно определять то, что данное транспортное средство или груз не представляет ядерной опасности, посредством измерения отсутствия потенциальной экранированной упаковки и отсутствия признаков радиации.
В портальных системах контроля в иллюстративных вариантах осуществления изобретения, показанных на прилагаемых чертежах, используется отслеживание произведенных космическими лучами заряженных частиц при помощи пролетных трубок. Как будет описано более подробно ниже, в портальных системах контроля используются пролетные трубки, позволяющие отслеживать заряженные частицы, такие как мю-мезоны, проходящие через объем, а также обнаруживать гамма-лучи. Предпочтительно, эти портальные системы контроля могут эффективно выполнять комбинированные функции устройства космической радиографии с пассивным или активным счетчиком гамма-излучения для получения надежного детектора ядерной опасности. Это устраняет потребность в двух отдельных инструментах.
Томография на космических лучах - это техника, в которой используется многократное кулоновское рассеяние проникающих произведенных космическими лучами мю-мезонов для выполнения неразрушающего контроля материала без использования искусственного излучения. Земля непрерывно бомбардируется энергетически устойчивыми частицами, главным образом протонами, прибывающими из дальнего космоса. Эти частицы взаимодействуют с атомами в верхних слоях атмосферы, производя ливни частиц, которые включают много короткоживущих пи-мезонов, которые разрушаются, производя более долгоживущие мю-мезоны. Мю-мезоны взаимодействуют с веществом, прежде всего, посредством кулоновской силы без ядерного взаимодействия и не так легко вызывая излучение, как электроны. Они теряют энергию медленно за счет электромагнитных взаимодействий. Следовательно, многие из производимых космическими лучами мю-мезонов достигают поверхности Земли как сильно проникающее излучение заряженных частиц. Поток мю-мезонов на уровне моря составляет приблизительно 1 мю-мезон на см2 в минуту.
Когда мю-мезон движется сквозь материал, кулоновское рассеяние зарядов субатомных частиц нарушает его траекторию. Полное отклонение зависит от нескольких свойств материала, но доминирующий эффект дает атомное число Z ядер. На траектории более сильно воздействуют материалы, которые создают хорошее экранирование гамма-излучения (например, такие как свинец и вольфрам), и специальный ядерный материал, то есть уран и плутоний, чем материалы, которые составляют более обыкновенные объекты, такие как вода, пластмассы, алюминий и сталь. Каждый мю-мезон несет информацию об объектах, через которые он проникает, и посредством измерения рассеяния множества мю-мезонов можно исследовать свойства этих объектов. Материал с высоким атомным числом Z и высокой плотностью может быть обнаружен и идентифицирован, когда материал расположен внутри материала с низким Z и средним Z.
Кулоновское рассеяние от атомных ядер приводит к очень большому количеству отклонений с малым углом заряженных частиц, когда они пересекают вещество. Энрико Ферми открыл и решил уравнение переноса, которое описывает этот процесс до хорошего приближения. Результатом явилась коррелированная гауссова функция распределения для смещения и углового изменения траектории, которое зависит от плотности и атомного заряда материала. Ширина функции распределения пропорциональна инверсии импульса частицы и квадратному корню реальной плотности материала, измеренной в радиационных длинах. Другие предпосылки можно обнаружить в публикации K.N. Borozdin и др., озаглавленной "Наблюдение: радиографическое отображение мю-мезонами космических лучей" ("Surveillance: Radiographic Imaging with Cosmic Ray Muons"), опубликованной в журнале Nature (2003), 422, 277.
Произведенные космическими лучами мю-мезоны дают информацию без дозы излучения выше фонового излучения Земли, и надлежащее обнаружение таких произведенных космическими лучами мю-мезонов может быть осуществлено таким образом, который особенно чувствителен к хорошо экранирующим материалам. Система обнаружения мю-мезонов может быть конфигурирована для выполнения томографии целевого объекта при контроле на основе рассеяния мю-мезонов целевым объектом. Система может быть конфигурирована для выполнения томографии для локализации рассеяния. Томографическое пространственное разрешение может быть выражено приблизительно следующим образом:
Figure 00000001
- Уравнение 1
где:
θ RMS - это среднеквадратическое значение угла рассеяния и L - это размер объема под контролем устройства обнаружения.
Например, для типичного среднеквадратичного значения угла рассеяния 0,02 радиан и размера устройства 200 см, томографическое пространственное разрешение составляет 0,02×200 см=4 см.
Согласно одному подходу, угловая разрешающая способность определена следующим уравнением, основанным на статистике Пуассона:
Figure 00000002
- Уравнение 2
где:
θ - это среднеквадратичное значение угла рассеяния,
N - это количество производимых космическими лучами мю-мезонов, проходящих сквозь представляющий интерес район.
Например, угловая разрешающая способность для N = 100 (соответствующая разрешаемому элементу 10×10 см2 после одной минуты счета) составляет Δθ=0,07θ.
Что касается таблицы на фиг. 10, эта таблица иллюстрирует теоретическую скорость (dE/dx) потерь энергии и радиационную длину (X) для различных материалов. Одна минута отсчета позволяет отличать куб из железа размером 10 см от куба из свинца размером 10 см при 6 стандартных отклонениях на основе их различных величин X.
Томографические способы, предназначенные для построения изображения или модели объекта на основе множественных проекций, сделанных с различных направлений, могут быть осуществлены в системе на космических лучах для получения дискретной томографической реконструкции представляющего интерес объема на основе данных, предоставляемых мю-мезонами. В некоторых вариантах применения могут использоваться способы моделирования способом Монте Карло для исследований и сокращения времени сканирования. Другие стохастические способы обработки могут также использоваться для получения томографического отображения с помощью мю-мезонов, описанного в этой заявке.
Функция радиографии на космических лучах систем обнаружения частиц, соответствующих вариантам осуществления изобретения, может быть легче понятна со ссылками на примеры систем обнаружения, приспособленных для обнаружения произведенных космическими лучами заряженных частиц, таких как показанные на фиг.4-6.
Как показано первоначально на фиг. 4, которая иллюстрирует систему обнаружения с использованием произведенных космическими лучами мю-мезонов для обнаружения объекта, система 1 включает набор из двух или больше плоскостей 3 позиционно-чувствительных детекторов 7 мю-мезонов, расположенных над объемом 5 для его отображения для определения положения и углов (то есть направлений в трехмерном пространстве) траекторий 9 влетающих мю-мезонов. Детекторы 7 мю-мезонов конфигурированы для измерения положения и углов траекторий 9 влетающих мю-мезонов относительно двух различных направлений, например, в двух ортогональных координатах по осям x и у. Мю-мезоны проходят сквозь объем 5, где может быть расположен объект 2, и рассеиваются в степени, зависящей от материала 2, находящегося в объеме, сквозь который они проходят. Другой набор из двух или больше плоскостей 4 позиционно-чувствительных детекторов 8 мю-мезонов конфигурирован для регистрации положений и направлений вылетающих мю-мезонов. Пролетные трубки в детекторах 7 и 8 расположены так, чтобы обеспечивать, по меньшей мере, три позиционных измерения относительно заряженных частиц в первом направлении и, по меньшей мере, три позиционных измерения относительно заряженных частиц во втором направлении, которое отличается от первого направления и может быть ортогональным к первому направлению. Боковые детекторы (не показаны) могут использоваться для обнаружения более горизонтально ориентированных траекторий мю-мезонов. Угол рассеивания каждого мю-мезона вычисляется на основе измерений относительно влетающих и вылетающих частиц.
Блок обработки сигналов, например, компьютер применен в системе 1 для приема данных сигналов измерений относительно влетающих мю-мезонов от детекторов 7 и вылетающих мю-мезонов от детекторов 8. Этот блок обработки сигналов конфигурирован для анализа рассеяния мю-мезонов в объеме 5 на основе измеренных положений и направлений влетающих и вылетающих мю-мезонов для получения томографического профиля или пространственного распределения плотности рассеяния, отражающей силу рассеяния или радиационную длину в пределах объема 5. Полученный томографический профиль или пространственное распределение плотности рассеяния в пределах объема 5 может показывать присутствие или отсутствие объекта 2 в объеме 5. Показанные на фиг. 4 детекторы 7 и 8 в форме пролетных трубок расположены на верхней и нижней сторонах объема 5. В некоторых вариантах выполнения дополнительные детекторы в форме пролетных трубок могут быть расположены на боковых сторонах объема 5 для формирования коробчатой или четырехсторонней структуры, в которую может помещаться упаковка, транспортное средство или грузовой контейнер для сканирования системой.
Обработка измерений для производимых космическими лучами мю-мезонов в контролируемом объеме (например, упаковке, контейнере или транспортном средстве) при помощи обрабатывающего устройства для системы 1, показанной на фиг. 4, и других систем, описанных в этой заявке, может включать реконструкцию траектории заряженной частицы, такой как мю-мезон, сквозь объем 5, измерение импульса влетающего мю-мезона на основе сигналов от детекторов 7, измерение импульса вылетающего мю-мезона на основе сигналов от детекторов 8 и определение пространственного распределения плотности рассеяния в объеме 5. Эти и другие результаты обработки могут использоваться для построения томографического профиля и измерения различных свойств объема 5.
Например, реконструкция траектории заряженной частицы, проходящей сквозь детектор, имеющий набор дрейфовых ячеек, включает: (a) получение сигналов столкновений, представляющих идентификаторы дрейфовых ячеек, с которыми сталкиваются заряженные частицы, и соответствующих моментов времени столкновений; (b) группирование одновременных столкновений с дрейфовой ячейкой, идентифицированной как связанной с траекторией конкретной заряженной частицы, прошедшей сквозь указанный детектор; (c) первоначальную оценку начала отсчета времени для момента времени, когда указанная конкретная заряженная частица столкнулась с дрейфовой ячейкой; (d) определение радиусов дрейфа на основе оценок величин начала отсчета времени, данных преобразования времени дрейфа и времени столкновения; (e) сопоставление линейных траекторий с радиусами дрейфа, соответствующими конкретной величине начала отсчета времени; и (f) поиск и отбор величины начала отсчета времени, связанной с лучшим из сопоставлений траектории, выполненных для конкретной заряженной частицы, и вычисление погрешности в параметре траектории и начале отсчета времени. Такая реконструкция траектории на основе сопоставления начала отсчета времени дает реконструированную линейную траекторию заряженной частицы, проходящей сквозь детектор заряженных частиц, без необходимости использовать быстродействующие детекторы (такие как фотоумножители со сцинтилляционными пластинами) или какой-либо другой быстродействующий детектор, который обнаруживает прохождение мю-мезона сквозь устройство в пределах нескольких наносекунд для обеспечения начала отсчета времени.
Также, например, обработка для измерения импульса влетающего или вылетающего мю-мезона на основе сигналов от детекторов может включать, например: (a) конфигурирование множества детекторов с пространственной чувствительностью к рассеянию заряженных частиц, проходящих сквозь них; (b) измерение рассеяния заряженных частиц в детекторах с пространственной чувствительностью, причем измерение рассеяния содержит получение, по меньшей мере, трех позиционных измерений рассеивающихся заряженных частиц; (c) определение, по меньшей мере, одной траектории заряженной частицы на основе позиционных измерений; и (d) определение, по меньшей мере, одного результата измерения импульса заряженной частицы, по меньшей мере, по одной траектории. Эта технология может использоваться для определения импульса заряженной частицы на основе траектории заряженной частицы, которая определена по рассеянию заряженных частиц в детекторах с пространственной чувствительностью непосредственно без использования дополнительных металлических пластин в детекторе.
Также, например, пространственное распределение плотности рассеяния объема может быть определено на основе томографических данных относительно заряженной частицы посредством: (a) получения заданных данных томографии заряженной частицы, соответствующих углам рассеивания и оцененному импульсу заряженных частиц, проходящих сквозь объем объекта; (b) получения распределения вероятностей рассеивания заряженных частиц для использования в алгоритме максимизации ожидания, причем распределение вероятностей основано на статистической модели многократного рассеяния; (c) определения по существу максимальной оценки правдоподобия объемной плотности объекта с использованием алгоритма максимизации ожидания; и (d) выдачи реконструированной плотности объемного рассеяния объекта. Реконструированная плотность объемного рассеяния объекта может использоваться для идентификации присутствия и/или типа объекта, занимающего представляющий интерес объем относительно реконструированного профиля объемной плотности. Различные варианты применения включают томографию произведенными космическими лучами мю-мезонами для различных вариантов применения в интересах национальной безопасности, в которых транспортные средства или грузы могут сканироваться устройством отслеживания траекторий мю-мезонов.
Томографическая обрабатывающая часть устройства обработки сигналов может быть выполнена в компьютере в том же месте, что и детекторы 7 и 8. В альтернативном варианте, томографическая обрабатывающая часть устройства обработки сигналов может быть выполнена в удаленном компьютере, который соединен компьютерной сетью, такой как частная сеть или сеть общего пользования, такая как Интернет.
Таким образом, многократное рассеяние произведенных космическими лучами мю-мезонов может использоваться для выборочного обнаружения материала с высоким атомным числом на фоне нормального груза. Предпочтительно, эта техника пассивна, не выдает какой-либо дозы облучения выше фона и избирательна относительно материалов с высоким атомным числом.
Как показано на фиг. 5, которая иллюстрирует вид сбоку другой системы обнаружения с использованием космических лучей для обнаружения объекта, система 100 имеет две плоскости 103 детекторов 107 мю-мезонов, расположенные над пробой 109, и две плоскости 104 детекторов 108 мю-мезонов, расположенные под пробой 109. В системе 100 плоскости детекторов мю-мезонов отделены интервалами, составляющими 27 см.
На фиг. 6 показан подробный вид в перспективе другого детектора 200 заряженных частиц, в котором детекторы 203 с пространственной чувствительностью расположены над плоскостью 211 держателя пробы, и детекторы 203 с пространственной чувствительностью расположены под плоскостью 211 держателя пробы. Каждый набор детекторов с пространственной чувствительностью содержит первый двойной слой 220 пролетных трубок 204, расположенных в направлении X, и второй двойной слой 221 пролетных трубок 204, расположенных в направлении Y. В каждом из слоев 220, 221 пролетные трубки 204 расположены двумя рядами, смещенными на половину диаметра трубки друг от друга.
Модули 204 пролетных трубок действуют для обнаружения как произведенных космическими лучами мю-мезонов, так и гамма-лучей. В системе, показанной на фиг. 6, модули пролетных трубок представляют собой алюминиевые пролетные трубки длиной 12 футов (3,66 метров), которые конфигурированы для измерения положения и угла траекторий влетающих и вылетающих мю-мезонов в направлениях координат Х и Y. Алюминий в детекторах обеспечивает значительное количество массы, в которой гамма-лучи и быстрые электроны поглощаются или рассеиваются. Быстрые электроны, произведенные в ходе этих процессов, обнаруживаются в пролетных трубках таким же способом, которым обнаруживается большинство космических лучей высокой энергии.
Трубки могут быть расположены различными способами. Например, слои необязательно располагаются под углом 90 градусов относительно друг друга, но могут располагаться под меньшими, ненулевыми углами. Также, например, верхний слой может быть под углом 0 градусов, средний слой под углом 45 градусов относительно первого и третий слой под углом 90 градусов относительно первого. Это может позволять разрешение многих траекторий, которые возникают в один момент времени.
Также другие расположения детекторов с пространственной чувствительностью, способных рассеивать проходящие сквозь них заряженные частицы и обеспечивающих в сумме, по меньшей мере, три индивидуальных позиционных измерения, могут быть приняты вместо расположения детекторов, показанных на фиг. 6. По меньшей мере, 3 позиционных измерения требуются для получения возможности линейного сопоставления со свободным параметром, в результате чего можно отслеживать частицу.
Теперь будет описан один пример электроники 212 для сбора информации, в рабочем положении соединенной с пролетными трубками. Пролетные трубки системы 200 обнаружения, показанной на фиг. 6, соединены с соответствующими электронными усилителями (не показаны), которые увеличивают напряжение выделенного сигнала (связанного с произведенным космическими лучами мю-мезоном, проходящим сквозь пролетную трубку). Для каждого дрейфового канала усиленный сигнал превращается в цифровой сигнал элементом электроники, называемым дискриминатором (включен, если есть столкновение, выключен, если нет столкновения), который сохраняет точное время столкновения. Эта комбинация усилителя и дискриминатора представляет собой "входную" электронику. Время и номер канала, с которыми цифровой сигнал зарегистрирован в ближайшую наносекунду аналого-цифровым преобразователем времени, упомянуты выше. Каждая пролетная трубка имеет ее собственную входную электронику и аналого-цифровой преобразователь времени.
Входная электроника построена с использованием аппаратного обеспечения, составленного имеющимися в наличии изделиями. Аналого-цифровой преобразователь времени представляет собой изделие, имеющееся в наличии, и элементы изготовлены корпорацией Caen в Италии. Каждый аналого-цифровой преобразователь времени (Caen 767B) имеет способность обеспечивать 128 входных каналов (пролетных трубок в нашем случае) и будет сохранять время столкновений в цифровой форме. Эти элементы имеют буфер, который может содержать данные приблизительно о 32000 столкновений. Аналого-цифровые преобразователи времени считываются приблизительно 5 раз в секунду таможенной системой сбора данных. Аналого-цифровые преобразователи времени установлены в крейте Versa Module Eurocard VME с контроллером SIS 1100, производимым Struck Innovative Systeme GmbH, которая производит интерфейс компьютера. Система сбора данных работает в персональном компьютере с оптическим кабелем для связи с помощью интерфейса с контроллером SIS 1100 для подачи команд аналого-цифровому преобразователю времени для передачи данных. Когда моменты времени столкновений и номера канала считываются в память персонального компьютера, необработанные данные сохраняются на накопителе на жестких дисках, но данные также обрабатываются для идентификации событий прохождения космических лучей. Данные траектории и относящиеся к делу диагностические данные также сохраняются на накопителе на жестких дисках. Обработка измерений для производимых космическими лучами мю-мезонов в контролируемом объеме (например, упаковке, контейнере или транспортном средстве) блоком сбора информации системы, показанной на фиг. 6, или другим связанным с ним устройством обработки сигналов может быть подобной описанным выше для системы, показанной на фиг. 4. Например, измерения при обработке могут обеспечивать реконструкцию траектории мю-мезона сквозь объем, измерение импульса влетающего мю-мезона на основе сигналов от детекторов, измерение импульса вылетающего мю-мезона на основе сигналов от детекторов и определение пространственного распределения плотности рассеяния в объеме.
Предпочтительно, система 200 может выборочно обнаруживать экранирование высокой плотности радиоактивного материала, занимающего объем, на основе многократного рассеяния производимых космическими лучами мю-мезонов также при подсчете гамма-лучей, испускаемых от радиоактивного материала. В дополнение к обнаружению материалов высокой плотности, таких как свинец, золото, вольфрам, уран и плутоний, система может использоваться для обнаружения материалов средней плотности, таких как сталь, железо и медь, и также материалов низкой плотности, таких как вода, пластмасса, бетон и алюминий, хотя с несколько более низкой точностью, чем относительно материалов высокой плотности.
На фиг. 7 показан вид в сечении части типичного модуля 204 пролетной трубки. Модуль пролетной трубки в этом конкретном примере цилиндрический и заполнен детекторным газом, таким как аргон-изобутан 230, для обеспечения обнаружения произведенных космическими лучами заряженных частиц, таких как мю-мезоны. Система конфигурирована для приложения положительного высокого напряжения, составляющего приблизительно +2-3 кВ, к центральному анодному проводу 231, проходящему по длине цилиндрической трубки с трубкой в состоянии заземления таким образом, что статическое поле высокого напряжения также присутствует. Когда заряженная частица взаимодействует с атомами газа, много электронов 233 высвобождаются из этих атомов на пути по прямой траектории заряженной частицы сквозь хорду трубки. Статическое поле вызывает дрейф "цепочки" электронов к положительно заряженному анодному проводу, что считывается с помощью электроники аналого-цифровым преобразователем времени электроники 212 сбора данных.
Хотя в пролетной трубке в варианте конструкции, показанном на фиг. 7, детекторный газ 230 представляет собой смесь аргона и изобутана, другими рабочими газовыми смесями могут быть смеси аргона и двуокиси углерода или аргона, изобутана и двуокиси углерода, и он может включать углеводороды, такие как метан, пропан, пентан и т.п. Пример рабочей газовой смеси представляет собой 10% метана и 90% аргона. Кроме того, в альтернативном варианте в качестве рабочего газа могут использоваться невоспламеняемые газовые смеси, такие как смесь аргона, двуокиси углерода и тетрафторметана (CF4). Кроме того, в газовых смесях могут быть приняты этан или другие газы. Например, смесь 5% этана, 45% CF4 и 50% аргона представляет собой пригодный невоспламеняемый рабочий газ. В газовой смеси могут использоваться другие инертные газы кроме аргона.
Кроме того, хотя пролетная трубка, показанная на фиг. 7, изготовлена из алюминия, вместо алюминия могут быть приняты другие материалы, такие как углеродные композиты с внутренними проводящими покрытиями. Пролетные трубки могут не иметь круглые сечения. Например, пролетные трубки могут быть выполнены из алюминиевых экструдированных профилей с различными некруглыми сечениями.
В альтернативном варианте могут быть приняты другие ячейки кроме пролетных трубок, например, такие как дрейфовые ячейки треугольной формы.
На фиг. 8 и 9, соответственно, показаны типичные экспериментальные диапазонные данные и теоретические результаты многократного кулоновского рассеяния при измерении для 1000 см3 урана в течение 1 минуты с системой обнаружения произведенных космическими лучами мю-мезонов. Эти измерения и вычисления демонстрируют то, что томография заряженной частицы (мю-мезона) намного более чувствительна, чем диапазонная радиография, ранее использованная при поиске скрытых камер в египетских пирамидах и измерении геологических покрывающих пластов.
На фиг. 11 показана система 300 обнаружения частиц, приспособленная и устроенная для контроля грузов в транспортных средствах и контейнерах в портах и пунктах пересечения границы согласно одному варианту осуществления изобретения. Как будет описано более подробно ниже, в системе 300 обнаружения частиц используется система томографии мю-мезонов с множеством детекторных пролетных трубок 303, конфигурированных для отслеживания произведенных космическими лучами мю-мезонов 304, рассеянных грузом или содержимым транспортного средства 306, занимающим объем 306, и конфигурированных для одновременного обнаружения любых нейтронов 314, испускаемых содержимым транспортного средства. Система 300 может использоваться для контроля занимаемых людьми транспортных средств в пунктах пересечения границы на предмет представляющих ядерную опасность объектов, которые могут представлять собой от полностью снаряженного ядерного оружия до малых количеств хорошо экранированных ядерных материалов. Система 300 может использоваться для пропуска безвредных транспортных средств менее чем через 30 секунд, обнаружения нескольких килограммов высокообогащенного урана (экранированного или неэкранированного) менее чем за 60 секунд, и обнаружения плутония или ядерных устройств (экранированных или неэкранированных) из высокообогащенного урана менее чем за 60 секунд.
Предпочтительно, использование пролетных трубок 303 для пассивного отсчета гамма-излучения 312, испускаемого транспортным средством 306, и отслеживания рассеянных произведенных космическими лучами заряженных частиц 304 позволяет системе выполнять пассивное сканирование занимаемых пассажирами транспортных средств с кратким временем сканирования и без доз излучения.
Способ действия системы 300 обнаружения частиц (такой как портальная система контроля), показанной на фиг. 11, согласно одному варианту конструкции включает обнаружение при помощи пролетных трубок 303 влетающих и вылетающих произведенных космическими лучами заряженных частиц 304 вместе с любыми гамма-лучами 312. Многократное рассеяние заряженных частиц тогда вычисляется для выборочного обнаружения материала, в частности, материала высокой плотности, находящегося в объеме 305. Гамма-лучи 312, испускаемые от объема, могут быть подсчитаны электроникой сбора данных для определения того, находится ли какой-либо радиоактивный источник в объеме 305.
В альтернативном варианте осуществления изобретения получена портальная система контроля (не показана), которая идентична портальной системе 300 контроля, показанной на фиг. 11, за исключением того, что система также включает источник гамма-лучей или нейтронов в пределах устройства для обеспечения активного, а не только пассивного обследования транспортного средства и, таким образом, получения обнаружимого увеличения скорости счета гамма-лучей.
Система обнаружения частиц (например, портальная система контроля) согласно другому альтернативному варианту осуществления изобретения показана на фиг. 12. Система 400 подобна системе 300, показанной на фиг. 11, в том, что она конфигурирована и для пассивного счета гамма-излучения, испускаемого от транспортного средства, и отслеживания рассеянных произведенных космическими лучами заряженных частиц 404. Группы 403 детекторов в форме пролетных трубок имеют длину 16 футов (4,88 метров) для получения возможности обследования грузовика 405, но могут иметь другие длины, зависящие от сканируемого объекта. Для получения больших выходных темпов пространственный угол может быть увеличен посредством пополнения детекторных пролетных трубок 403. Кроме того, система конфигурирована для использования остаточных участков 404B слежения для измерений импульса.
В другом альтернативном варианте осуществления изобретения портальная система контроля, которая идентична системе 300, показанной на фиг. 11, имеет пролетные трубки, которые дополнительно уплотнены для уменьшения стоимости и сложности системы благодаря устранению потребности в системе газоснабжения.
Вышеупомянутые иллюстративные варианты осуществления изобретения показывают, что комбинация радиографии на космических лучах с пассивным или активным подсчетом, таким образом, обеспечивает получение надежного детектора ядерной опасности. Только обычная радиография не эффективна в отношении упаковок с ядерным материалом, которые слишком малы для обнаружения радиографией. Пассивный подсчет может быть неэффективным из-за экранирования материала материалом с высоким атомным числом. Экранирование делает опасные материалы видимыми при помощи радиографии, и рассеяние материалом во многих случаях усиливает пассивные признаки. Комбинирование этих способов позволяет определять то, что данное транспортное средство не содержит опасных материалов, посредством измерения на предмет отсутствия потенциальной экранированной упаковки и отсутствия признаков радиации.
Описанные здесь варианты осуществления изобретения и примеры представлены для лучшего пояснения настоящего изобретения и его практического применения и, таким образом, предоставления возможности специалистам в данной области техники осуществлять и использовать изобретение. Однако специалистам в данной области техники будет понятно, что предшествующее описание и примеры были представлены только для иллюстрации и примера.
Другие варианты и модификации настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники, и такие варианты и модификации охвачены прилагаемой формулой изобретения.
Изложенное описание не предусмотрено как исчерпывающее или ограничивающее объем изобретения. Многие модификации и варианты возможны в свете вышеупомянутого описания без отхода от объема нижеследующей формулы изобретения. Предусматривается, что использование настоящего изобретения может включать компоненты, имеющие другие характеристики. Предусматривается, что объем настоящего изобретения определен прилагаемой формулой изобретения, дающей полное понятие об эквивалентах во всех отношениях.

Claims (26)

1. Система контроля, содержащая
устройство отслеживания произведенных космическими лучами заряженных частиц, имеющая множество детекторов заряженных частиц, причем указанные детекторы заряженных частиц содержат дрейфовые ячейки, выполненные с возможностью как обеспечения отслеживания влетающих и вылетающих заряженных частиц, проходящих сквозь контролируемый объем, так и обнаружения гамма-лучей, причем при использовании указанная система может как выборочно обнаруживать любые материалы или устройства, находящиеся в указанном объеме, на основе многократного рассеяния указанных заряженных частиц, так и обнаруживать любые радиоактивные источники, находящиеся в указанном объеме, на основе испускаемых от них гамма-лучей.
2. Система по п.1, в которой указанные дрейфовые ячейки содержат дрейфовые трубки круглого или некруглого сечения или нетрубчатые ячейки.
3. Система по п.1, в которой указанные дрейфовые ячейки содержат герметизированные дрейфовые ячейки.
4. Система по п.1, в которой рабочий газ в указанных дрейфовых ячейках содержит невоспламеняемый газ.
5. Система по п.1, в которой указанные дрейфовые ячейки содержат набор дрейфовых трубок, расположенных над указанным объемом, и другой набор дрейфовых трубок, расположенных под указанным объемом, причем каждый набор дрейфовых трубок имеет, по меньшей мере, три дрейфовые трубки, расположенные в первом направлении, и другие, по меньшей мере, три дрейфовые трубки, расположенные во втором направлении.
6. Система по п.5, в которой указанное первое направление является, по существу, ортогональным к указанному второму направлению.
7. Система по п.6, в которой указанные заряженные частицы содержат мю-мезоны.
8. Система по п.1, в которой указанные дрейфовые ячейки расположены так, чтобы обеспечивать, по меньшей мере, три позиционных измерения относительно заряженных частиц в первом направлении и, по меньшей мере, три позиционных измерения относительно заряженных частиц во втором направлении, отличном от указанного первого направления.
9. Система по п.1, также содержащая источник гамма-лучей или нейтронов, расположенный в пределах указанной системы, для обеспечения, таким образом, активного исследования материала, находящегося в указанном объеме.
10. Система контроля, содержащая
томографическую систему произведенных космическими лучами мю-мезонов, имеющую множество детекторов мю-мезонов, причем указанные детекторы содержат дрейфовые ячейки, расположенные, по меньшей мере, над и под контролируемым объемом как для обеспечения отслеживания влетающих и вылетающих мю-мезонов, так и для подсчета гамма-лучей, и при этом при использовании указанная система может и выборочно обнаруживать любое экранирование высокой плотности, находящееся в указанном объеме, на основе многократного рассеяния указанных мю-мезонов, проходящих сквозь указанный объем, и обнаруживать любой радиоактивный материал, находящийся в указанном объеме, на основе испускаемых им гамма-лучей.
11. Система по п.10, в которой указанные дрейфовые ячейки содержат алюминиевые дрейфовые ячейки или дрейфовые ячейки из углеродного композита, имеющие внутренние проводящие покрытия, и при этом указанные дрейфовые ячейки содержат дрейфовые трубки круглого или некруглого сечения или нетрубчатые ячейки.
12. Система по п.11, в которой указанный рабочий газ в указанной дрейфовой трубке содержит невоспламеняемый газ.
13. Система по п.11, в которой указанный рабочий газ содержит смесь аргона и, по меньшей мере, одного газа, отобранного из группы, состоящей из двуокиси углерода, изобутана, тетрафторметана и этана.
14. Система по п.11, в которой указанные дрейфовые трубки расположены в отдельных плоскостях в двух ортогональных координатах, или при этом указанные дрейфовые трубки расположены в неортогональных плоскостях.
15. Система по п.10, в которой указанный объем имеет достаточный размер для расположения транспортного средства или грузового контейнера для помещения в указанный объем.
16. Способ контроля, содержащий
подготовку множества дрейфовых ячеек на противоположных сторонах контролируемого объема;
обнаружение при помощи указанных дрейфовых ячеек влетающих и вылетающих произведенных космическими лучами заряженных частиц и любых гамма-лучей;
выборочное обнаружение любого материала, находящегося в указанном объеме, на основе многократного рассеяния указанных заряженных частиц, проходящих сквозь указанный объем; и
обнаружение любых радиоактивных источников, находящихся в указанном объеме, при помощи обнаружения указанных гамма-лучей.
17. Способ по п.16, в котором указанные дрейфовые ячейки содержат дрейфовые трубки круглого или некруглого сечения или нетрубчатые ячейки.
18. Способ по п.17, в котором указанные дрейфовые ячейки содержат герметизированные дрейфовые трубки.
19. Способ по п.17, в котором расположение указанного множества дрейфовых ячеек содержит расположение набора из, по меньшей мере, трех плоскостей дрейфовых трубок над указанным объемом и расположение набора из, по меньшей мере, трех плоскостей дрейфовых трубок под указанным объемом.
20. Способ по п.16, в котором расположение указанного множества дрейфовых ячеек дополнительно содержит расположение указанных дрейфовых трубок в отдельных плоскостях в двух ортогональных координатах или расположение указанных дрейфовых трубок в неортогональных плоскостях.
21. Система обнаружения частиц, содержащая
первый набор позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц, расположенных на первой стороне зоны расположения объекта, для измерения положений и направлений бомбардирующих заряженных частиц, направляющихся к зоне расположения объекта;
второй набор позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц, расположенных на второй стороне зоны расположения объекта, противоположной первой стороне, для измерения положений и направлений вылетающих заряженных частиц, выходящих из зоны расположения объекта; и
блок обработки сигналов для приема данных сигналов измерений влетающих заряженных частиц от первого набора позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц и сигналов измерений вылетающих заряженных частиц от второго набора позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц, при этом блок обработки сигналов конфигурирован для анализа рассеяния заряженных частиц в материалах в пределах зоны расположения объекта на основе измеренных входных и выходных положений и направлений заряженных частиц для получения томографического профиля или пространственного распределения рассеивающих центров в пределах зоны расположения объекта;
при этом каждый набор позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц включает в себя первые дрейфовые трубки, расположенные в направлении Х, и вторые дрейфовые трубки, расположенные в направлении Y.
22. Система по п.21, в которой дрейфовые ячейки расположены для обеспечения, по меньшей мере, трех позиционных измерений заряженных частиц в первом направлении и, по меньшей мере, трех позиционных измерений заряженных частиц во втором направлении, отличном от первого направления.
23. Система по п.21, в которой дрейфовые ячейки выполнены и расположены на окружающих сторонах зоны расположения объекта так, что они формируют коробчатую или четырехстороннюю структуру.
24. Система по п.21, в которой блок обработки сигналов выполнен с возможностью реконструкции траектории заряженной частицы, проходящей сквозь зону расположения объекта, измерения импульса влетающей заряженной частицы на основе сигналов от первого набора позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц, измерения импульса влетающей заряженной частицы на основе сигналов от второго набора позиционно-чувствительных детекторов заряженных частиц и получения пространственного распределения плотности рассеяния в зоне расположения объекта.
25. Система по п.21, в которой блок обработки сигналов включает в себя механизм для использования плотности рассеяния для идентификации одного или обоих из присутствия и типа объекта в зоне расположения объекта.
26. Система по п.21, в которой каждый позиционно-чувствительный детектор заряженных частиц структурирован для детектирования и космических лучей, производящих мю-мезоны, и гамма-лучей.
RU2009119985/28A 2006-10-27 2007-10-26 Обнаружение частиц и варианты применения для безопасности и портального контроля RU2468391C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85506406P 2006-10-27 2006-10-27
US60/855,064 2006-10-27
US11/771,169 US7633062B2 (en) 2006-10-27 2007-06-29 Radiation portal monitor system and method
US11/771,169 2007-06-29
PCT/US2007/082735 WO2008118209A2 (en) 2006-10-27 2007-10-26 Partical detection and applications in security and portal monitoring

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009119985A RU2009119985A (ru) 2010-12-10
RU2468391C2 true RU2468391C2 (ru) 2012-11-27

Family

ID=39685038

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120050/28A RU2468390C2 (ru) 2006-10-27 2007-10-26 Статистическая томографическая реконструкция на основе измерений заряженных частиц
RU2009119985/28A RU2468391C2 (ru) 2006-10-27 2007-10-26 Обнаружение частиц и варианты применения для безопасности и портального контроля

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120050/28A RU2468390C2 (ru) 2006-10-27 2007-10-26 Статистическая томографическая реконструкция на основе измерений заряженных частиц

Country Status (12)

Country Link
US (7) US7633062B2 (ru)
EP (2) EP2087375B1 (ru)
JP (5) JP5623746B2 (ru)
CN (2) CN101606083B (ru)
AU (2) AU2007349817B2 (ru)
CA (3) CA2667777C (ru)
ES (1) ES2891090T3 (ru)
HK (2) HK1134138A1 (ru)
IL (2) IL198295A (ru)
RU (2) RU2468390C2 (ru)
SG (1) SG175686A1 (ru)
WO (5) WO2008123892A2 (ru)

Families Citing this family (97)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7652254B2 (en) * 2005-01-13 2010-01-26 Celight, Inc. Method and system for nuclear substance revealing using muon detection
US7633062B2 (en) * 2006-10-27 2009-12-15 Los Alamos National Security, Llc Radiation portal monitor system and method
WO2008086507A1 (en) 2007-01-10 2008-07-17 Decision Sciences Corporation Information collecting and decision making via tiered information network systems
US8143575B2 (en) * 2007-01-25 2012-03-27 Celight, Inc. Detection of high Z materials using reference database
US7945105B1 (en) * 2008-04-07 2011-05-17 Decision Sciences International Corporation Automated target shape detection for vehicle muon tomography
WO2009002602A2 (en) * 2007-04-23 2008-12-31 Los Alamos National Security, Llc Imaging and sensing based on muon tomography
US7863571B2 (en) * 2007-10-01 2011-01-04 Robert Beken Muon detector
KR101666688B1 (ko) * 2008-02-25 2016-10-17 인터 유니버시티 리서치 인스티튜트 코포레이션 하이 에너지 엑셀레이터 리서치 오거나이제이션 복합 구조물의 비파괴 검사 장치 및 비파괴 검사 방법
US8179694B2 (en) * 2008-03-14 2012-05-15 International Business Machines Corporation Magnetic induction grid as an early warning mechanism for space based microelectronics
CN102203637B (zh) * 2008-08-27 2015-05-06 洛斯阿拉莫斯国家安全股份有限公司 基于宇宙射线产生的带电粒子的成像
US8632448B1 (en) 2009-02-05 2014-01-21 Loma Linda University Medical Center Proton scattering analysis system
US9310323B2 (en) 2009-05-16 2016-04-12 Rapiscan Systems, Inc. Systems and methods for high-Z threat alarm resolution
WO2010144227A2 (en) 2009-06-12 2010-12-16 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. High aspect ratio scintillator detector for neutron detection
US8044358B2 (en) * 2009-06-25 2011-10-25 General Electric Company Spectroscopic fast neutron detection and discrimination using Li-Based semiconductors
JP6034695B2 (ja) 2009-10-01 2016-11-30 ローマ リンダ ユニヴァーシティ メディカル センター イオン誘起衝突電離検出器及びその使用
JP5682882B2 (ja) * 2009-11-11 2015-03-11 独立行政法人日本原子力研究開発機構 内部状態解析方法およびプログラム並びに内部状態解析装置
WO2011100628A2 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Loma Linda University Medical Center Systems and methodologies for proton computed tomography
FR2957188B1 (fr) * 2010-03-02 2012-08-17 Laue Max Inst Detecteur de rayonnement ionisant
EP2589025A2 (fr) * 2010-07-01 2013-05-08 Thomson Licensing Procede d'estimation de diffusion de la lumiere
JP5518598B2 (ja) * 2010-07-02 2014-06-11 東京エレクトロン株式会社 パーティクル分布解析支援方法及びその方法を実施するためのプログラムを記録した記録媒体
JP5798725B2 (ja) * 2010-09-08 2015-10-21 株式会社日立製作所 測位システム
JP2011089995A (ja) * 2010-10-06 2011-05-06 Tomohiro Tsuta 天体に対するctスキャン
WO2012161852A2 (en) 2011-03-07 2012-11-29 Loma Linda University Medical Center Systems, devices and methods related to calibration of a proton computed tomography scanner
US9035236B2 (en) 2011-06-07 2015-05-19 Atomic Energy Of Canada Limited Detecting high atomic number materials with cosmic ray muon tomography
US8644571B1 (en) 2011-12-06 2014-02-04 Loma Linda University Medical Center Intensity-modulated proton therapy
RU2485547C1 (ru) * 2011-12-06 2013-06-20 Объединенный Институт Ядерных Исследований Координатный газонаполненный детектор
WO2013116795A1 (en) * 2012-02-01 2013-08-08 Muons, Inc. Method and apparatus for very large acceptance gamma ray detector for security applications
JP2013217811A (ja) * 2012-04-10 2013-10-24 Toshiba Corp 内部状態観測方法および内部状態観測装置
RU2503075C1 (ru) * 2012-05-24 2013-12-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" Способ диагностики аварийного ядерного реактора
CN102901844B (zh) * 2012-06-11 2014-11-05 北京理工大学 基于位置敏感传感器的运动参数测量***的标定方法、测量***
US9423362B2 (en) * 2012-08-21 2016-08-23 Decision Sciences International Corporation Primary and secondary scanning in muon tomography inspection
CN103630947B (zh) * 2012-08-21 2016-09-28 同方威视技术股份有限公司 可监测放射性物质的背散射人体安检***及其扫描方法
US20150293040A1 (en) * 2012-12-05 2015-10-15 Hitachi, Ltd. Calculation system and calculation method
FR3003652A1 (fr) * 2013-03-25 2014-09-26 Commissariat Energie Atomique Detecteur de traces de particules ionisantes
CA3115336C (en) 2013-04-29 2023-06-27 Decision Sciences International Corporation Muon detector array stations
CN103308938A (zh) * 2013-05-29 2013-09-18 清华大学 缪子能量、径迹测量及成像***与方法
DE102013213362A1 (de) * 2013-07-08 2015-01-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Identifizierung und Quantifizierung von emittierenden Teilchen in Systemen
JP6282435B2 (ja) * 2013-10-04 2018-02-21 株式会社東芝 ミュオン軌跡検出器及びミュオン軌跡検出方法
MX366444B (es) * 2013-10-16 2019-07-09 Rapiscan Systems Inc Sistemas y metodos para resolucion de alarma de amenaza de alto número atómico (alto z).
US9557427B2 (en) 2014-01-08 2017-01-31 Rapiscan Systems, Inc. Thin gap chamber neutron detectors
CN103744102B (zh) * 2014-01-09 2016-06-01 中云智慧(北京)科技有限公司 放射性物质智能检测方法及控制***
JP6162610B2 (ja) * 2014-01-14 2017-07-12 株式会社東芝 ミュオン軌跡検出器及びミュオン軌跡検出方法
JP2015148448A (ja) * 2014-02-04 2015-08-20 キヤノン株式会社 荷電粒子検出装置およびガンマカメラ
US9915626B2 (en) * 2014-02-26 2018-03-13 Decision Sciences International Corporation Discrimination of low-atomic weight materials using scattering and stopping of cosmic-ray electrons and muons
US10561377B2 (en) 2014-02-28 2020-02-18 Decision Sciences International Corporation Charged particle tomography for anatomical imaging
US10555709B2 (en) 2014-02-28 2020-02-11 Decision Sciences International Corporation Charged particle tomography scanner for real-time volumetric radiation dose monitoring and control
JP6522299B2 (ja) * 2014-04-01 2019-05-29 ロス アラモス ナショナル セキュリティ,エルエルシー 原子炉内部の非侵襲的原位置イメージング方法および装置
WO2015154054A1 (en) 2014-04-04 2015-10-08 Decision Sciences International Corporation Muon tomography imaging improvement using optimized limited angle data
US10042079B2 (en) 2014-05-07 2018-08-07 Decision Sciences International Corporation Image-based object detection and feature extraction from a reconstructed charged particle image of a volume of interest
JP6301745B2 (ja) * 2014-06-19 2018-03-28 株式会社東芝 ミュオン軌跡検出器及びミュオン軌跡検出方法
WO2016025409A1 (en) 2014-08-11 2016-02-18 Decision Sciences International Corporation Material discrimination using scattering and stopping of muons and electrons
US10215717B2 (en) 2014-08-28 2019-02-26 Decision Sciences International Corporation Detection of an object within a volume of interest
FR3025889B1 (fr) * 2014-09-12 2016-11-18 Commissariat Energie Atomique Gestion de la recharge de la batterie d'un vehicule electrique
WO2016057348A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-14 Decision Sciences International Corporation Charged particle tomography with improved momentum estimation
US10115199B2 (en) * 2014-10-08 2018-10-30 Decision Sciences International Corporation Image based object locator
US20160116630A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-28 Decision Sciences International Corporation Scalable configurations for multimode passive detection system
US10444136B2 (en) * 2014-11-12 2019-10-15 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Particle emission tomography
US10451745B1 (en) * 2014-12-11 2019-10-22 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Muon detectors, systems and methods
US10393893B2 (en) 2014-12-12 2019-08-27 Lingacom Ltd. Method and apparatus for high atomic number substance detection
US11125904B2 (en) 2014-12-12 2021-09-21 Lingacom Ltd. Large scale gas electron multiplier with sealable opening
CN104730558B (zh) * 2014-12-18 2018-05-22 中国原子能科学研究院 宇宙射线μ成像的精密漂移管位置灵敏探测器
WO2016130584A1 (en) 2015-02-09 2016-08-18 Decision Sciences International Corporation Data processing structure to enable tomographic imaging with detector arrays using ambient particle flux
JP6567296B2 (ja) * 2015-03-04 2019-08-28 株式会社東芝 内部物質特定装置および内部物質特定方法
US9817150B2 (en) 2015-03-04 2017-11-14 Decision Sciences International Corporation Active charged particle tomography
WO2016145105A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 Decision Sciences International Corporation Sensor fusion with muon detector arrays to augment tomographic imaging using ambient cosmic rays
JP6587126B2 (ja) * 2015-06-28 2019-10-09 株式会社サイエンスインパクト 放射線計算装置、放射線計算方法、放射線計算プログラム
CN105161147B (zh) * 2015-07-21 2018-01-19 中国原子能科学研究院 一种压水堆乏燃料元件三维中子照相无损检测方法
JP6441184B2 (ja) * 2015-08-28 2018-12-19 株式会社東芝 構造物の検査装置及びその検査方法
CN105487101A (zh) * 2015-12-20 2016-04-13 中国科学院近代物理研究所 次级带电宇宙射线通量探测器
CN105549103B (zh) 2016-01-22 2018-11-16 清华大学 基于宇宙射线的检查运动对象的方法、装置及***
US10585208B1 (en) * 2016-03-10 2020-03-10 David Yaish Systems and methods for underground exploration using cosmic rays muons
JP6640617B2 (ja) * 2016-03-11 2020-02-05 株式会社東芝 重元素含有物の測定装置及びその測定方法
KR101793946B1 (ko) * 2016-04-12 2017-11-07 한밭대학교 산학협력단 차량 적재물 방사선 관리용 자동출입 모니터링 시스템
JP6753594B2 (ja) * 2016-04-25 2020-09-09 国立大学法人 東京大学 ミュオン検出装置
US10416341B2 (en) 2016-06-13 2019-09-17 Decision Sciences International Corporation Integration of inspection scanners to cargo container processing system for efficient processing and scanning of cargo containers at a port
US9910170B1 (en) 2016-06-15 2018-03-06 Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc Neutron emission detector
CN108169254A (zh) * 2016-12-07 2018-06-15 清华大学 检查设备和检查方法
ES2899273T3 (es) * 2017-10-11 2022-03-10 Nippon Light Metal Co Estructura de tipo caja con función de blindaje
KR102010151B1 (ko) * 2017-11-21 2019-08-12 한국기초과학지원연구원 뮤온 검출기 및 이를 포함하는 뮤온 검출시스템
CN108426898A (zh) * 2018-02-24 2018-08-21 中国工程物理研究院材料研究所 利用宇宙射线μ子快速识别重核材料的方法
GB201803426D0 (en) 2018-03-02 2018-04-18 Goswift Ou Method and apparatus for detection and/or identification using radiation
CN108446482A (zh) * 2018-03-15 2018-08-24 中国科学院地理科学与资源研究所 一种生成完整的辐射要素空间数据集的方法
US10381205B1 (en) * 2018-05-04 2019-08-13 Douglas Electrical Components, Inc. Muon drift tube and method of making same
WO2019212787A1 (en) * 2018-05-04 2019-11-07 Douglas Electrical Components, Inc. Electrically conductive, gas-sealed, aluminum-to-aluminum connection and methods of making same
US10502849B1 (en) * 2018-07-20 2019-12-10 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Pseudogas neutron detector
US11029429B2 (en) 2018-07-20 2021-06-08 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Pseudogas neutron detector
US11480488B2 (en) * 2018-09-28 2022-10-25 Rosemount Inc. Industrial process transmitter with radiation shield
WO2020093067A1 (en) 2018-11-02 2020-05-07 Borozdin Konstanin System of mobile charged particle detectors and methods of spent nuclear fuel imaging
US10872746B2 (en) 2018-11-02 2020-12-22 Decision Sciences International Corporation System of mobile charged particle detectors and methods of spent nuclear fuel imaging
CN113507889B (zh) * 2019-02-19 2024-02-20 棱镜传感器公司 增强型光谱x射线成像
CN112307795A (zh) * 2019-07-23 2021-02-02 清华大学 基于聚类分析提取统计特征量的物质甄别设备及其方法
CN111047920B (zh) * 2019-12-25 2021-08-17 中国科学院高能物理研究所 宇宙射线径迹探测和显示装置
CN111458759A (zh) * 2020-04-13 2020-07-28 北京埃索特核电子机械有限公司 一种多用途的宇宙射线探测成像方法、装置及***
JP7476058B2 (ja) 2020-09-14 2024-04-30 株式会社東芝 非破壊物質組成識別装置および非破壊物質組成識別方法
CN113391341B (zh) * 2021-05-25 2023-08-11 首都师范大学 一种考虑散射光子影响的x射线能谱估计方法
JP2023021499A (ja) 2021-08-02 2023-02-14 株式会社東芝 荷電粒子軌跡測定装置及び方法
CN114137004A (zh) * 2021-11-16 2022-03-04 中国原子能科学研究院 一种材料识别方法、装置及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2072513C1 (ru) * 1993-04-23 1997-01-27 Научно-исследовательский институт ядерной физики Томского политехнического университета Способ томографического контроля крупногабаритных грузов
RU46363U1 (ru) * 2005-02-18 2005-06-27 Богомолов Алексей Сергеевич Устройство обнаружения контрабанды
JP2006284329A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 High Energy Accelerator Research Organization 水平宇宙線ミュオン多重分割型検出手段による大型構造物の内部構造情報を得る方法

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3891851A (en) * 1974-08-30 1975-06-24 Nasa Impact position detector for outer space particles
US4241253A (en) * 1978-11-24 1980-12-23 Mobil Oil Corporation Epithermal neutron detector
US4599515A (en) 1984-01-20 1986-07-08 Ga Technologies Inc. Moderator and beam port assembly for neutron radiography
US5165410A (en) * 1987-05-15 1992-11-24 Medical & Scientific Enterprises, Inc. Position indicating system for a multidiagnostic scanner
US5851182A (en) * 1996-09-11 1998-12-22 Sahadevan; Velayudhan Megavoltage radiation therapy machine combined to diagnostic imaging devices for cost efficient conventional and 3D conformal radiation therapy with on-line Isodose port and diagnostic radiology
US6100532A (en) * 1997-03-14 2000-08-08 Triumf Detector for gamma rays
US6606403B2 (en) * 2000-05-04 2003-08-12 Daniel Freifeld Repetitive inspection system with intelligent tools
GB0107551D0 (en) * 2001-03-27 2001-05-16 Matra Bae Dynamics Uk Ltd Radiation monitor
US7327913B2 (en) * 2001-09-26 2008-02-05 Celight, Inc. Coherent optical detector and coherent communication system and method
US7099434B2 (en) * 2002-11-06 2006-08-29 American Science And Engineering, Inc. X-ray backscatter mobile inspection van
GB0304874D0 (en) 2003-03-04 2003-04-09 Iatros Ltd Radiation monitor
US7095329B2 (en) * 2003-03-26 2006-08-22 Malcolm Saubolle Radiation monitor for ease of use
EP1633251A1 (en) * 2003-05-28 2006-03-15 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Fan-beam coherent-scatter computer tomography
US7317390B2 (en) * 2003-06-11 2008-01-08 Quantum Magnetics, Inc. Screening checkpoint for passengers and baggage
US7064336B2 (en) * 2003-06-20 2006-06-20 The Regents Of The University Of California Adaptable radiation monitoring system and method
US8050351B2 (en) * 2003-07-02 2011-11-01 Celight, Inc. Quadrature modulator with feedback control and optical communications system using the same
US7483600B2 (en) * 2003-07-02 2009-01-27 Celight, Inc. Integrated coherent optical detector
US7840144B2 (en) * 2003-07-02 2010-11-23 Celight, Inc. Coherent optical transceiver and coherent communication system and method for satellite communications
US7045788B2 (en) 2003-08-04 2006-05-16 Thermo Electron Corporation Multi-way radiation monitoring
US7502118B2 (en) * 2003-09-22 2009-03-10 Celight, Inc. High sensitivity coherent photothermal interferometric system and method for chemical detection
US7426035B2 (en) * 2003-09-22 2008-09-16 Celight, Inc. System and method for chemical sensing using trace gas detection
US8064767B2 (en) * 2003-09-22 2011-11-22 Celight, Inc. Optical orthogonal frequency division multiplexed communications with coherent detection
US7233007B2 (en) * 2004-03-01 2007-06-19 Nova Scientific, Inc. Radiation detectors and methods of detecting radiation
US7049603B2 (en) * 2004-07-26 2006-05-23 Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education Neutron source detection camera
US7652254B2 (en) * 2005-01-13 2010-01-26 Celight, Inc. Method and system for nuclear substance revealing using muon detection
US8173970B2 (en) * 2005-02-04 2012-05-08 Dan Inbar Detection of nuclear materials
US7488934B2 (en) * 2005-02-17 2009-02-10 Advanced Applied Physics Solutions, Inc. Geological tomography using cosmic rays
US7531791B2 (en) * 2005-02-17 2009-05-12 Advanced Applied Physics Solutions, Inc. Geological tomography using cosmic rays
US7279676B2 (en) * 2005-05-11 2007-10-09 Advanced Measurement Technology, Inc. Position sensitive radiation spectrometer
US20070070231A1 (en) 2005-09-23 2007-03-29 Fujifilm Electronic Imaging Ltd. Radiation monitoring apparatus and method
US7633062B2 (en) * 2006-10-27 2009-12-15 Los Alamos National Security, Llc Radiation portal monitor system and method
US7897925B2 (en) * 2007-01-04 2011-03-01 Celight, Inc. System and method for high Z material detection
WO2008127442A2 (en) * 2007-01-04 2008-10-23 Celight, Inc. High z material detection system and method
US8143575B2 (en) * 2007-01-25 2012-03-27 Celight, Inc. Detection of high Z materials using reference database
US20080212970A1 (en) * 2007-02-26 2008-09-04 Celight, Inc. Non-line of sight optical communications
WO2009002602A2 (en) * 2007-04-23 2008-12-31 Los Alamos National Security, Llc Imaging and sensing based on muon tomography

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2072513C1 (ru) * 1993-04-23 1997-01-27 Научно-исследовательский институт ядерной физики Томского политехнического университета Способ томографического контроля крупногабаритных грузов
RU46363U1 (ru) * 2005-02-18 2005-06-27 Богомолов Алексей Сергеевич Устройство обнаружения контрабанды
JP2006284329A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 High Energy Accelerator Research Organization 水平宇宙線ミュオン多重分割型検出手段による大型構造物の内部構造情報を得る方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOROZDIN K. ЕТ AL. "COSMIC-RAY MUON. TOMOGRAPHY AND ITS APPLICATION TO THE DETECTION OF HIGH-Z MATERIALS" PROCEEDINGS OF THE 46TH ANNUAL MEETING, INSTITUTE OF NUCLEAR MATERIALS MANAGMENT 2005, PAGES 1-8, XP008110714; *
BOROZDIN K. ЕТ AL. "COSMIC-RAY MUON. TOMOGRAPHY AND ITS APPLICATION TO THE DETECTION OF HIGH-Z MATERIALS" PROCEEDINGS OF THE 46TH ANNUAL MEETING, INSTITUTE OF NUCLEAR MATERIALS MANAGMENT 2005, PAGES 1-8, XP008110714; ZHAO Т. ЕТ AL. "DO FORWARD-ANGLE MUON. TRACKING DETECTOR AND ITS GAS SYSTEM" (IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, JUNE 2002, Vol.49, No.3, PAGES 1092-1096. *
ZHAO Т. ЕТ AL. "DO FORWARD-ANGLE MUON. TRACKING DETECTOR AND ITS GAS SYSTEM" (IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, JUNE 2002, Vol.49, No.3, PAGES 1092-1096. *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2087372A4 (en) 2014-09-24
EP2087375A2 (en) 2009-08-12
HK1134139A1 (en) 2010-04-16
CA2667446A1 (en) 2008-11-20
WO2008123892A9 (en) 2008-11-27
IL198295A (en) 2013-11-28
US7838841B2 (en) 2010-11-23
CA2667446C (en) 2018-01-23
US20130238291A1 (en) 2013-09-12
JP2010508522A (ja) 2010-03-18
IL198406A (en) 2015-03-31
JP2018077229A (ja) 2018-05-17
EP2087375A4 (en) 2015-03-04
WO2008123892A3 (en) 2009-02-12
CA2957348C (en) 2020-03-31
JP5623746B2 (ja) 2014-11-12
RU2009119985A (ru) 2010-12-10
CA2667777A1 (en) 2008-10-02
WO2008140560A2 (en) 2008-11-20
WO2008123892A2 (en) 2008-10-16
WO2008140560A3 (en) 2009-02-26
WO2008140559A2 (en) 2008-11-20
WO2008118209A3 (en) 2009-02-26
US7714297B2 (en) 2010-05-11
EP2087372A2 (en) 2009-08-12
ES2891090T3 (es) 2022-01-26
US7633062B2 (en) 2009-12-15
RU2468390C2 (ru) 2012-11-27
CN101606082A (zh) 2009-12-16
AU2007349817A1 (en) 2008-10-02
US20080191133A1 (en) 2008-08-14
AU2007349817B2 (en) 2012-08-16
CN101606082B (zh) 2014-08-13
WO2008118208A2 (en) 2008-10-02
JP2014112088A (ja) 2014-06-19
JP6535067B2 (ja) 2019-06-26
US20080265156A1 (en) 2008-10-30
US7908121B2 (en) 2011-03-15
IL198295A0 (en) 2010-02-17
SG175686A1 (en) 2011-11-28
US8552370B2 (en) 2013-10-08
EP2087375B1 (en) 2021-06-30
RU2009120050A (ru) 2010-12-10
US8247767B2 (en) 2012-08-21
HK1134138A1 (en) 2010-04-16
CA2957348A1 (en) 2008-10-02
JP2016186486A (ja) 2016-10-27
US20100032564A1 (en) 2010-02-11
IL198406A0 (en) 2010-02-17
AU2007353392A1 (en) 2008-11-20
JP6266967B2 (ja) 2018-01-24
US8513601B2 (en) 2013-08-20
WO2008140559A3 (en) 2009-02-26
CN101606083B (zh) 2013-10-23
US20080228418A1 (en) 2008-09-18
JP5479904B2 (ja) 2014-04-23
CN101606083A (zh) 2009-12-16
US20120312985A1 (en) 2012-12-13
CA2667777C (en) 2017-03-21
WO2008118208A3 (en) 2009-03-12
JP2010508521A (ja) 2010-03-18
WO2008118209A2 (en) 2008-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2468391C2 (ru) Обнаружение частиц и варианты применения для безопасности и портального контроля
US8288721B2 (en) Imaging and sensing based on muon tomography
EP2318862B1 (en) Imaging based on cosmic-ray produced charged particles
Buffler et al. Detecting contraband using neutrons: challenges and future directions
US20160116630A1 (en) Scalable configurations for multimode passive detection system
US9817150B2 (en) Active charged particle tomography
AU2012254928B2 (en) Radiation portal monitor system and method
Sossong et al. Cosmic ray generated charged particles for cargo inspection
Szeptycka et al. Remarks on Muon Radiography