BE1017033A3 - Methode en uitrusting voor het onderscheiden van materialen door gebruik te maken van snelle neutronen en continu spectrale x-stralen. - Google Patents

Methode en uitrusting voor het onderscheiden van materialen door gebruik te maken van snelle neutronen en continu spectrale x-stralen. Download PDF

Info

Publication number
BE1017033A3
BE1017033A3 BE2006/0137A BE200600137A BE1017033A3 BE 1017033 A3 BE1017033 A3 BE 1017033A3 BE 2006/0137 A BE2006/0137 A BE 2006/0137A BE 200600137 A BE200600137 A BE 200600137A BE 1017033 A3 BE1017033 A3 BE 1017033A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
ray
neutron
detector set
source
rays
Prior art date
Application number
BE2006/0137A
Other languages
English (en)
Inventor
Kejun Kang
Haifeng Hu
Yali Xie
Qitian Miao
Yigang Yang
Yuanjing Li
Zhiqiang Chen
Xuewu Wang
Original Assignee
Univ Tsinghua
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 Univ Tsinghua, Nuctech Co Ltd filed Critical Univ Tsinghua
Application granted granted Critical
Publication of BE1017033A3 publication Critical patent/BE1017033A3/nl

Links

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

Uitgelegd is een methode om materialen te onderscheiden door snelle neutronen en continu spectrale X-stralen te gebruiken en een uitrusting hiervoor. De methode omvat de stappen : (a) doorzenden van een snelle neutronenbundel, geproduceerd door een snelle neutronenbron, en een continu spectrale X-stralenbundel, geproduceerd door een continu spectrale X-stralenbron, doorheen geïnspecteerde objecten, (b) direct meten van de intensiteit van de doorgelaten X-stralen en de intensiteit van de doorgelaten neutronen via respectievelijk een X-stralendetectorset en een neutronendetectorset; en (c) identificeren van de materialen van het geïnspecteerde object via Z-afhankelijkscurven gevormd door afzwakkingsverschillen tussen de neutronenbundel en X-stralenbundel uitgezonden doorheen verschillende materialen van het geïnspecteerde object. Deze directe meting van uitgezonden duaalstraaltechniek is veel efficiënter dan secundaire stralingsmeting zoals neutronenactivatie-analyse en heeft een veel hogere gevoeligheid voor materiaalonderscheiding dan duaalenergie X-stralentechniek. De respectieve metingen van neutronen en X-stralen maken het gebruik van neutronendetectors

Description

Methode en uitrusting voor het onderscheiden van materialen door gebruik te maken van snelle neutronen en continu spectrale X-stralen
Technisch veld
Deze uitvinding heeft betrekking op een radiografische techniek voor inspectie van containers en andere volumineuze objecten, in het bijzonder op een uitrusting en methode voor het onderscheiden van materialen door de uitgezonden snelle neutronen en continu spectrale X-stralen direct te meten en materialen te identificeren door gebruik te maken van de Z-afhankelijkheidscurven gevormd door de afzwakkingsverschillen tussen neutronen en X-stralen uitgezonden doorheen verschillende materialen.
Achtergrond van de uitvinding
De onderhavige uitvinding wordt gedreven door de globale terrorismedreiging. Bij het ernstig worden van de antiterrorismesituatie, worden de radiografische container-inspectiesystemen, geschikt om automatisch explosieven, drugs en andere smokkelwaar te detecteren, dringend gewenst. De bestaande materiaalonderscheidings-technieken voor inspectie van containers en andere volumineuze objecten, zoals hoog- en duaal-energie radiografische techniek, PFNA en containerinspectie CT, winnen meer en meer aan belang.
Een hoog- en duaal-energie radiografische techniek maakt gebruik van de absorptievariatie tussen materialen in het megavolt bereik, te wijten aan het Compton effect en paarvormingseffect, om het effectieve atoomnummer van de bestraalde objecten te bepalen, en overeenkomstig verschillende materialen te onderscheiden. Maar er zijn enkele fysische beperkingen: Ten eerste, de absorptievariatie is niet groot genoeg. Ten tweede, het hoog-energiespectrum wordt gedeeltelijk overlapt door het laag-energiespectrum, en zelfs het filteren van het spectrum kan slechts een deel van de problemen oplossen. Ten derde, meetfouten verlagen het onderscheidingseffect. Al deze factoren zorgen voor onbevredigende resultaten, en als gevolg worden hoog- en duaal-energiesystemen voornamelijk gebruikt om “organisch”, “samengesteld” en “anorganisch” materiaal te identificeren in de geïnspecteerde container. Een isotoopbron kan mono-energetische gammastralen leveren die het probleem van spectrumoverlap kunnen oplossen, maar hun penetratievermogen is te laag om gebruikt te worden in inspectiesystemen van containers en andere volumineuze objecten voor materiaalonderscheiding.
Sommige huidige beschikbare PFNA systemen beschikken over 3D-materiaaldiscriminatievermogen. Hun ruimtelijke resolutie is echter te groot, hun throughput te laag, en de prijs is te hoog. Vandaag en in de nabije toekomst kan PFNA de containerinspectiemarkt dus niet domineren. Sommige NAA containerinspectiesystemen, die gebruik maken van Cf-252 als neutronenbron, kunnen niet gebruikt worden voor online real-time meting, omdat de NAA meting voor een verdacht gebied enkel kan uitgevoerd worden nadat het verdachte gebied gedetecteerd is door andere apparatuur.
Een containerinspectie CT systeem is gigantisch en de throughput snelheid is te laag om de containerinspectiemarkt te domineren.
WO 2004/053472 onthult radiografische apparatuur die direct uitgezonden mono* energetische snelle neutronen en mono-energetische gammastralen meet. Deze apparatuur gebruikt de massa-afzwakkingscoëfficiënt verhouding om verschillende materialen te onderscheiden, dewelke gebruikt kan worden voor het detecteren van explosieven, drugs en smokkelwaar. Vergeleken met de hoog- en duaal-energetische X-stralentechniek heeft de directe meting uitgezonden duaal-stralentechniek een beter materiaalonderscheidend vermogen. Vergeleken met PFNA techniek, die secundaire radiaties zoals neutron-geïnduceerde gammastralen meet, is de directe meting uitgezonden duaal-stralentechniek veel efficiënter, in het bijzonder heeft het een hoger penetratievermogen dan een thermisch neutron. Vergeleken met containerinspectie CT is het duaal-stralensysteem compact, goedkoop en laat real-time meting toe.
Helaas kan het mono-energetisch duaal-stralensysteem enkel een isotoopbron zoals Co-60 gebruiken als zijn gammastralenbron. Toch, voor inspectie van containers en andere volumineuze objecten, is het grote nadeel van een isotoopbron zijn lage penetratievermogen, lage ruimtelijke resolutie en slechte beeldkwaliteit en vertoont het uitvoeringsproblemen omtrent stralingsveiligheid. Deze techniek levert enkel een containertransmissiebeeld met lage ruimtelijke resolutie, zodat het moeilijk kan concurreren met Linac containerinspectiesystemen die een hoog kwaliteitsbeeld leveren. Daar de mono-energetische gammastraling een laag penetratievermogen heeft, die ook zijn materiaalidentificatiedikte beperkt, kan deze niet gebruikt worden in het geval van inspectie van een volledig geladen container of dikke objecten. Al deze gebreken beperken zijn toepassingen.
Samenvatting van de uitvinding
De onderhavige uitvinding heeft de eerder besproken problemen opgelost en levert materiaalonderscheidingsmethoden en uitrusting door uitgezonden snelle neutronen en continu spectrale X-stralen direct te meten. Daar de massa-afzwakkingscoëfficiënt verhouding van snelle neutronen en continu spectrale X-stralen niet eenvoudig kan worden gebruikt om Z (Line-of-Sight effectieve atoomnummer van de geïnspecteerde objecten) te bepalen, gebruikt de onderhavige uitvinding Z-afhankelijke n-x curven om materiaalidentificatie te doen. Voordeel halend uit het hoge penetratievermogen van Linac X-stralen en snelle neutronen, kan het materiaalidentificatie goed uitvoeren, zelfs in het geval van volledig geladen containers of dikke objecten. Deze uitvinding heeft niet alleen alle voordelen van een mono-energetisch systeem zoals: hoge materiaalonderscheidings-gevoeligheid, compacte configuratie, hoge throughput, lage prijs en real-time meting, maar heeft ook bijkomende voordelen zoals: hoog penetratievermogen, hoge detectie-efficiëntie, hoge ruimtelijke resolutie, goede beeldkwaliteit en grote materiaalidentificatieprecisie en -geloofwaardigheid.
Volgens één aspect van de uitvinding wordt een methode voorzien voor materiaalonderscheiding door snelle neutronen en continu spectrale X-stralen te gebruiken, waarbij de methode de volgende stappen omvat: (a) een snelle neutronenbundel, geproduceerd door een snelle neutronenbron, en een continu spectrale X-stralenbundel, geproduceerd door een continu spectrale X-stralenbron, uitzenden doorheen het geïnspecteerde object; (b) de intensiteit van de uitgezonden X-stralen en de intensiteit van de uitgezonden neutronen direct meten via respectievelijk een X-stralendetectorset en een neutronendetectorset; en (c) de materialen van het geïnspecteerde object identificeren via Z-afhankelijkheidscurven gevormd door de afzwakkingsverschillen tussen de neutronenbundel en de X-stralenbundel uitgezonden doorheen verschillende materialen van het geïnspecteerde object.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de uitvinding verder een stap: (d) 2-dimensionaal X-stralentransmissiebeeld en neutronentransmissiebeeld vormen met dezelfde scan.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de snelle neutronenbron een neutronengenerator, een isotoopneutronenbron of een fotoneutronenbron; en de continu spectrale X-stralenbron is een lineaire electronenversneller of een X-stralentoestel.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de fotoneutronenbron een versneller om een X-stralenbundel te produceren waarvan een deel botst op een fotoneutronenomzetter en omgezet wordt in fotoneutronen.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding verdeelt een distributiecollimator de X-stralenbundel geproduceerd door de versneller in twee bundels, de ene bundel wordt gecollimeerd door een X-stralenbundel-gelimiteerde collimator om een X-stralenbundel te vormen, de andere bundel botst op een fotoneutronenomzetter en wordt omgezet in fotoneutronen om een fotoneutronenbundel te vormen via een bundel-gelimiteerde collimator.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding worden de snelle neutronenbundel en de continu spectrale X-stralenbundel gemeten door respectievelijk een X-stralendetectorset met hoge X-stralendetectie-efficiëntie en een neutronendetectorset met een hoge neutronendetectie-efficiëntie.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is, langs de scanningstunnel, een neutronenscannerframe, omvattende de snelle neutronenbron en de neutronendetectorset, in parallel geplaatst met een X-stralenscannerframe, omvattende de X-stralenbron en de X-stralendetectorset; en gaat, in de scanningsrichting, het X-stralenscannerframe vooraf aan het neutronenscannerframe, zodat het geïnspecteerde object eerst gescand wordt via het X-stralenscannerframe, en dan gescand wordt via het neutronenscannerframe.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de neutronenbron en de X-stralenbron synchroon pulserend, en is de uitzendtijd van de pulserende neutronenbron een tijdsperiode, bij voorbeeld verscheidene milliseconden, vertraagd ten opzichte van de uitzendtijd van de pulserende X-stralenbron.
Een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat een methode voor het identificeren van de materialen: de intensiteit T„ van neutronen uitgezonden doorheen het geïnspecteerde object meten met elke neutronendetector in de neutronendetectorset; de intensiteit Tx van X-stralen doorgelaten doorheen het geïnspecteerde object meten met elke X-stralendetector in de X-stralendetectorset; Z-afhankelijkheidscurven samenstellen via de paren (c,,c2), waarbij c, = gebruikt wordt als x-coördinaat en c2 - f2(Tn,Tx) wordt gebruikt als y-coördinaat, waarbij f,(Txj wijst op een functie van de afzwakking van de X-stralen, en Ϊ2(Τη,Τχ) wijst op een functie van het afzwakkingsverschil van neutronen en X-stralen; de verschillende materialen van het geïnspecteerde object identificeren door de Z-afhankelijkheidscurven te gebruiken; en de geïdentificeerde verschillende materialen weergeven met verschillende kleuren in een materiaalonderscheidingsbeeld.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt één pixelwaarde van het neutronentransmissiebeeld gekoppeld aan het gemiddelde van de waarde van één of meerdere pixels van het X-stralentransmissiebeeld om een (chc2)-koppel samen te stellen op één van de Z-afhankelijkheidscurven.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn er twee scanningsmodellen om het X-stralentransmissiebeeld en het neutronentransmissiebeeld te vormen, het ene bij bewegen van het neutronenscannerframe en het X-stralenscannerframe waarbij het geïnspecteerde object stilstaat; het andere bij bewegen van het geïnspecteerde object langs de scanningstunnel, terwijl het neutronenscannerframe en het X-stralenscannerframe stationair zijn.
Een ander aspect van de uitvinding beschrijft een uitrusting om de methode uit te voeren om materialen te onderscheiden door snelle neutronen en continu spectrale X-stralen te gebruiken, omvattende: een snelle neutronenbron om neutronen te produceren; een continu spectrale X-stralenbron om X-stralen te produceren; een neutronendetectorset om de neutronen te detecteren; en een X-stralendetectorset om de X-stralen te detecteren; waarbij de snelle neutronenbron en de continu spectrale X-stralenbron geplaatst zijn langs één zijde van de scanningstunnel, en de neutronendetectorset en de X-stralendetectorset geplaatst zijn aan een tegengestelde zijde van de scanningstunnel.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding worden de X-stralen, geproduceerd door de X-stralenbron, gecollimeerd in een X-stralenbundel die gericht is op de X-stralendetectorset, de X-stralenbundel wordt doorheen het geïnspecteerde object gezonden, en wordt ontvangen door de X-stralendetectorset; de neutronen, geproduceerd door de snelle neutronenbron, worden gecollimeerd in een neutronenbundel die gericht is op de neutronendetectorset, de neutronenbundel wordt doorheen het geïnspecteerde object gezonden, en wordt ontvangen door de neutronendetectorset.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de snelle neutronenbron een neutronengenerator, een isotoopneutronenbron of een fotoneutronenbron; en is de continu spectrale X-stralenbron een lineaire electronenversneller of een X-stralentoestel.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is, langs de scanningstunnel, een neutronenscannerframe, omvattende de snelle neutronenbron en de neutronendetectorset, in parallel geplaatst met een X-stralenscannerframe, omvattende de X-stralenbron en de X-stralendetectorset.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding gaat, in de scanningsrichting, het X-stralenscannerframe vooraf aan het neutronenscannerframe zodat het geïnspecteerde object eerst gescand wordt door het X-stralenscannerframe en dan gescand wordt door het neutronenscannerframe.
Nog een ander aspect van de uitvinding beschrijft een uitrusting om de methode uit te voeren om materialen te onderscheiden, omvattende: een versneller die continu spectrale X-stralen en fotoneutronen produceert; een neutronendetectorset om fotoneutronen te detecteren; en een X-stralendetectorset om de X-stralen te detecteren; waarbij de versneller aan één zijde van de scanningstunnel is geplaatst, en de neutronendetectorset en de X-stralendetectorset aan de andere zijde van de scanningstunnel geplaatst zijn.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de uitrusting verder: een X-stralendistributie collimator, dewelke geïnstalleerd is bij een X-stralenbundel-uitzendend raam van de versneller, en de X-stralenbundel in twee bundels verdeelt, de ene bundel wordt gecollimeerd door de X-stralenbundel-gelimiteerde collimator om een X-stralenbundel te vormen, de andere bundel wordt gecollimeerd en in een fotoneutronenvermeerderingskamer geleid.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de uitrusting verder: een fotoneutronenomzetter, dewelke in de fotoneutronenvermeerderingskamer geplaatst is, en die in het pad van de X-stralenbundel wordt geplaatst, de X-stralenbundel botst op de fotoneutronenomzetter en wordt omgezet tot fotoneutronen om een fotoneutronenbundel te vormen via de fotoneutronenvermeerderingskamer en een bundel-gelimiteerd kanaal verbonden met de fotoneutronenvermeerderingskamer.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de X-stralenbundel doorheen het geïnspecteerde object gestuurd, en ontvangen door de X-stralendetectorset, en wordt de fotoneutronenbundel doorheen het geïnspecteerde object gestuurd, en ontvangen door de neutronendetectorset.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding gaat, in de scanningsrichting, een X-stralenscannerframe, omvattende de X-stralenbundel en de X-stralendetectorset, vooraf aan het neutronenscannerframe, omvattende fotoneutronenbundels en de neutronendetectorset, zodat het geïnspecteerde object eerst gescand wordt door het X-stralenscannerframe en dan gescand wordt door het neutronenscannerframe.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de fotoneutronenomzetter beryllium of een ander materiaal, en heeft de vorm van een sferische koepel, cilinder, kegel, L-vormige plaat of een andere vorm.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt tussen het fotoneutronen-uitzendende raam van de fotoneutronenvermeerderingskamer en het bundel-gelimiteerde kanaal een bismutfilter geplaatst in het pad van de fotoneutronenbundel.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de fotoneutronen-vermeerderingskamer lood en grafietlagen of ander materiaal.
Door de eerder genoemde technologieën in deze uitvinding te gebruiken, zijn de curven enkel Z-afhankelijk en zijn ze niet gerelateerd met de dikte van de geïnspecteerde objecten. De uitvinding heeft volgende voordelen: compacte uitrusting en hoge detectie-efficiëntie. Door deze methode, waarbij de container eerst gescand wordt via het X-stralenscannerframe en daarna via het neutronenscannerframe, wordt de beïnvloeding van gammastralen geïnduceerd door neutronenactiviteit op het X-stralentransmissiebeeld vermeden. Door gebruik te maken van tijd-verdelende technologie, i.e. de vertraging van de neutronenbundeluitzendtijd relatief ten opzichte van de uitzendtijd van de Linac X-stralenbundel, kan de interferentie van de neutronen met het X-stralentransmissiebeeld en de X-stralen met het neutronentransmissiebeeld gereduceerd worden, en kan de beeldkwaliteit verbeterd worden. Als de waaiervormige X-stralenbundel en de waaiervormige neutronenbundel smalle bundels zijn, kan de verstrooiingsinterferentie gereduceerd worden, wat bescherming tegen radiatie vergemakkelijkt, en heeft het een hoge ruimtelijke resolutie. In het geval van inspectie van een volledig geladen container of dikke objecten kan de materiaalonderscheiding goed worden uitgevoerd. Het kan dus gebruikt worden om explosieven, drugs, smokkelwaren, speciaal nucleair materiaal, radiatiemateriaal en ander materiaal te detecteren in een container, een containertruck, wagon of andere volumineuze objecten.
Korte beschrijving van de figuren
Fig. 1 is een schematische illustratie die de configuratie van een uitrusting volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding toont;
Fig. 2 is een schematische illustratie die de configuratie van een andere uitrusting volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding toont;
Fig. 3 is een schematische voorstelling die de structuur van de X-stralenbundeldistribuerende collimator, fotoneutronenomzetter en vermeerderingsvoorziening toont.
Gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoerinqsvormen
Hierin zullen de uitvoeringsvormen van de uitvinding beschreven worden aan de hand van de begeleidende tekeningen. Gemakshalve zullen zulke componenten in figuren 1-3 aangeduid worden met dezelfde of gelijkaardige referentienummers.
[configuratie]
Fig. 1 is een schematische illustratie die de configuratie van een uitrusting volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding toont.
Verwijzend naar Fig. 1 omvat de uitrusting 10 volgens de eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding een Containertransportband 32, tenminste één geïnspecteerde container of ander volumineus object 34 dat op de Containertransportband geplaatst kan worden, een snelle neutronenbron 12 om neutronen te produceren, een continu spectrale X-stralenbron 22 om X-stralen te produceren, een neutronendetectorset 18 met een hoge detectie-efficiëntie ten opzichte van neutronen, een X-stralendetectorset 28 met een hoge detectie-efficiëntie ten opzichte van X-stralen, een waaiervormige neutronenbundel 16 en een waaiervormige X-stralenbundel 26.
De snelle neutronenbron 12 is een neutronengenerator of een isotoopneutronenbron. De continu spectrale X-stralenbron 22 is een lineaire electronenversneller (Linac) of een X-stralentoestel. De snelle neutronenbron 12 en de continu spectrale X-stralenbron 22 zijn aan één zijde van de Containertransportband 32 geplaatst. De neutronendetectorset 18 en de X-stralendetectorset 28 zijn aan een tegengestelde zijde van de Containertransportband 32 geplaatst.
De neutronen uitgezonden door de snelle neutronenbron 12 worden gecollimeerd in een waaiervormige neutronenbundel 16 die doorheen de container 34 wordt gestuurd en dan ontvangen wordt door de X-stralendetectorset 28.
Een neutronenscannerframe gevormd uit de snelle neutronenbron en de neutronendetectorset 18 is in parallel geplaatst met een X-stralenscannerframe gevormd uit de continu spectrale X-stralenbron 22 en de X-stralendetectorset 28 en zij bewegen langsheen de Containertransportband 32. De scanningsrichting 36 is tegengesteld aan de bewegingsrichting 38 van de geïnspecteerde container 34. In de scanningsrichting, het X-stralenscannerframe gaat vooraf aan het neutronenscannerframe. I.e., de geïnspecteerde container 34 wordt eerst gescand via het X-stralenscannerframe en dan gescand via het neutronenscannerframe.
Fig. 2 is een schematische illustratie die de configuratie van een andere uitrusting volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding toont, en Fig. 3 is een schematische illustratie die de structuur van de X-stralenbundeldistribuerende collimator, fotoneutronenomzetter en vermeerderingsvoorziening toont.
Verwijzend naar Fig. 2 en Fig. 3 omvat een andere uitrusting 11 volgens de tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding een Containertransportband 32, tenminste één geïnspecteerde container of ander volumineus object 34 dat op de Containertransportband 32 kan geplaatst worden, een versneller 42 die een continu spectrale X-stralenbundel kan produceren waarvan een deel wordt omgezet in fotoneutronen, een neutronendetectorset 18 en een X-stralen detectorset 28.
De versneller 42 is aan één zijde van de Containertransportband 32 geplaatst. De neutronendetectorset 18 en de X-stralendetectorset 28 zijn aan de andere zijde van de Containertransportband 32 geplaatst. Een speciaal ontworpen X-stralendistributiecollimator 52 is bij het X-stralenbundel-uitzendende raam van de versneller 42 geïnstalleerd. En de X-stralendistributiecollimator 52 verdeelt de X-stralenbundel geproduceerd door de versneller in twee bundels: de ene bundel wordt gecollimeerd via de X-stralenbundel-gelimiteerde collimator 24 om een waaiervormige continu spectrale X-stralenbundel 26 te vormen, de andere bundel 58 wordt gecollimeerd en in een fotoneutronenvermeerderingskamer 50 geleid dewelke is gemaakt uit lood, grafietlagen of andere materialen.
Een fotoneutronenomzetter 56, omvattende beryllium of ander materiaal, en met een vorm in een sferische koepel, cilinder, kegel, L-vormige plaat of andere vorm, wordt in de fotoneutronenvermeerderingskamer 50 geplaatst, en wordt in het pad van de X-stralenbundel 58 geplaatst. De X-stralenbundel 58 botst op de fotoneutronenomzetter 56 en wordt omgezet in fotoneutronen om een waaiervormige fotoneutronenbundel 16 te vormen via de fotoneutronenvermeerderingskamer 50 en een neutronenbundel-gelimiteerd kanaal 51 verbonden met de fotoneutronenvermeerderingskamer 50. Tussen het fotoneutronen-uitzendende raam van de fotoneutronenvermeerderingskamer 50 en het neutronenbundel-gelimiteerde kanaal 51 wordt in het pad van de fotoneutronenbundel een bismutfilter 60 geplaatst.
De waaiervormige fotoneutronenbundel 16 is gericht op de neutronendetectorset 18 aan de andere zijde van de Containertransportband 32 geplaatst, en de fotoneutronenbundel 16 en de neutronendetectorset 18 vormen een neutronenscannerframe. De waaiervormige X-stralenbundel 26 is gericht op de X-stralendetectorset 28 aan de andere zijde van de Containertransportband 32 geplaatst, en de X-stralenbundel 26 en X-stralendetectorset 28 vormen een X-stralenscannerframe.
In de scanningsrichting 36 gaat het X-stralenscannerframe vooraf aan de neutronenscanner. I.e., de container 34 wordt eerst gescand via het X-stralenscannerframe, en dan gescand via het neutronenscannerframe.
[Werking] (a) Een neutronenscannerframe samengesteld uit de neutronenbron 12 en de neutronendetectorset 18 wordt in parallel geplaatst met een X-stralenscannerframe samengesteld uit de X-stralenbron 22 en de X-stralendetectorset 28 en zij bewegen langsheen de transportband. De geïnspecteerde container 34 passeert eerst doorheen het X-stralenscannerframe, en passeert daarna doorheen het neutronenscannerframe. De waaiervormige X-stralenbundel 26 wordt doorheen de geïnspecteerde container 34 gestuurd. De doorgelaten bundel wordt ontvangen door de X-stralendetectorset 28, en vervolgens wordt een 2-dimensionaal X-stralentransmissiebeeld gevormd. Bij dezelfde scan wordt de waaiervormige neutronenbundel 16 doorheen de geïnspecteerde container 34 gestuurd. De doorgelaten bundel wordt ontvangen door de neutronendetectorset 18, en vervolgens wordt een 2-dimensionaal neutronentransmissiebeeld gevormd. Indien een gepulseerde neutronenbron wordt gebruikt als de neutronenbron 12, zijn de neutronenbron 12 en Linac X-stralenbron 22 synchroon pulserend, en de uitzendtijd van de pulserende neutronenbron is een tijdsperiode vertraagd ten opzichte van de uitzendtijd van de Linac pulserende continu spectrale X-stralenbron.
(b) De materiaalonderscheidingsmethode wordt uitgevoerd door gebruik te maken van Z-afhankelijke n-x curven. De telling Tn van elke neutronendetector is de neutronenintensiteit van de neutronen doorheen de container 34 gezonden. De telling Tx van elke X-stralendetector is de X-stralenintensiteit van de X-stralen doorheen de container 34 gestuurd. Gebruik makend van c, = ί,(Τχ) als x-coördinaat en c2 = f2(Tn,Tx) als y-coördinaat, vormen de paren (chc2) de Z-afhankelijkheidscurven, dewelke gebruikt worden om verschillende materialen te identificeren. Hier beschrijft een functie van de afzwakking van X-stralen.
en f2(Tn,Tx) beschrijft een functie van het afzwakkingsverschil van neutronen en X-stralen. Eén pixelwaarde van het neutronentransmissiebeeld kan gekoppeld worden aan het gemiddelde van de waarde van één of meerdere pixels van het X-stralentransmissiebeeld, en vormen een (chc2)-paar op de Z-afhankelijkheidscurven, dewelke gebruikt worden voor materiaalonderscheiding.
Het fysische principe van de Z-afhankelijkheidscurve zal hier verder beschreven worden.
De afzwakking van smalle bundel mono-energetische neutronen doorheen een bestraald object met dikte x(cm) gestuurd, kan berekend worden met de vergelijking (1):
Figure BE1017033A3D00121
(1) waarin ln en ln0 de gemeten intensiteiten aanduiden respectievelijk met en zonder afzwakking; μη(Ζ,Ε) op de lineaire afzwakkingscoëfficiënt (cm1) van bestraald objectmateriaal voor neutronen duidt, dewelke functie is van het effectieve atoomnummer Z van het object onder inspectie en de energie van invallende neutronen E(MeV).
In het geval van smalle bundel continu spectrale neutronen kan de afzwakking van smalle bundel continu spectrale neutronen doorheen een bestraald object met dikte x(cm) gestuurd, berekend worden met de vergelijking (2):
Figure BE1017033A3D00122
(2) waarin ln de gemeten intensiteit van doorgelaten neutronen aanduidt; ln0(E) wijst op de gemeten invallende intensiteit van continu spectrale neutronen met grensenergie Enb(MeV)\ μη(Ζ,Ε) wijst op de som van lineaire afzwakkingscoëfficiënten (cm’1) van het bestraalde objectmateriaal voor neutronen, dewelke functie is van het effectieve atoomnummer Z van het object onder inspectie en de energie van invallende neutronen E(MeV).
In het geval van smalle bundel continu spectrale X-stralen kan de afzwakking van de smalle bundel continu spectrale X-stralen doorheen een bestraald object met dikte x(cm) gestuurd, berekend worden met de vergelijking (3):
Figure BE1017033A3D00131
(3) waarin lx de gemeten intensiteit van doorgelaten X-stralen aanduidt; lx0(E) wijst op de gemeten invallende intensiteit van continu spectrale X-stralen met grensenergie Exb(MeV)\ μχ(Ζ,Ε) wijst op de som van lineaire afzwakkingscoëfficiënten (cm1) van het bestraalde objectmateriaal voor X-stralen, dewelke functie is van het effectieve atoomnummer Z van het object onder inspectie en de energie van invallende X-stralen E(MeV).
In het geval dat zowel de neutronenbundel als de X-stralenbundel continu spectrale distributies zijn, wordt de volgende niet-lineaire integratie vergelijkingenset (4) gebruikt om materiaalonderscheiding uit te voeren:
Figure BE1017033A3D00132
(4) waarin Tn(E,x,Z) de doorzichtigheid van het bestraalde object met effectief atoomnummer Z en dikte x(cm) aanduidt voor de flux van neutronen met grensenergie Enb(MeV)\ ln0(E) wijst op de intensiteit van de invallende neutronen met energie E(MeV)\ μη(Ζ,Ε) duidt de som van lineaire afzwakkingscoëfficiënten (cm'1) van het bestraalde objectmateriaal voor de neutronen aan, dewelke functie is van het effectieve atoomnummer Z van het bestraalde materiaal en de energie van de invallende neutronen E(MeV)\ Tx(E,x,Z) wijst op de doorzichtigheid van het bestraalde object met effectief atoomnummer Z en dikte x(cm) voor de flux van X-stralen met grensenergie Exb(MeV)·, lx0(E) duidt de intensiteit van de invallende X-stralen met energie E(MeV) aan; μχ(Ζ,Ε) wijst op de som van lineaire afzwakkingscoëfficiënten (cm'1) van bestraald materiaal voor X-stralen, dewelke functie is van het effectieve atoomnummer Z van het object onder inspectie en de energie van invallende X-stralen E(MeV).
In het geval de neutronenbundel 16 mono-energetisch is en de X-stralenbundel 26 een continu spectrale distributie heeft, wordt de volgende niet-lineaire integratie vergelijkingenset (5) gebruikt om materiaalonderscheiding uit te voeren:
Figure BE1017033A3D00141
(5) waarin Tn(E,x,Z) de doorzichtigheid van het bestraalde object met effectief atoomnummer Z en dikte x(cm) aanduidt voor de flux van neutronen met energie E(MeV)\ ln0(E) wijst op de intensiteit van de invallende neutronen met energie E(MeV): μη(Ζ,Ε) duidt de lineaire afzwakkingscoëfficiënt (cm ’) van het bestraalde objectmateriaal voor de neutronen aan, dewelke functie is van het effectieve atoomnummer Z van het bestraalde materiaal en de energie van de invallende neutronen E(MeV)\ Tx(E,x,Z) wijst op de doorzichtigheid van het bestraalde object met effectief atoomnummer Z en dikte x(cm) voor de flux van X-stralen met grensenergie Exb(MeV)\ lx0(E) duidt de intensiteit van de invallende X-stralen met energie E(MeV) aan; μχ(Ζ,Ε) wijst op de som van lineaire afzwakkingscoëfficiënten (cm'1) van bestraald materiaal voor X-stralen, dewelke functie is van het effectieve atoomnummer Z van het object onder inspectie en de energie van invallende X-stralen E(MeV).
De oplossingen van vergelijkingenset (4) of (5) zijn niet afhankelijk van de dikte van het bestraalde object, maar vertonen enkel Z-afhankelijkheid. Het kan dus gebruikt worden voor materiaalonderscheiding.
In de onderhavige uitvinding zijn er twee scanningsmodellen. Het ene model vertoont beweging van neutronenscannerframe en X-stralenscannerframe, terwijl het geïnspecteerde object 34 stilstaat. In het andere model beweegt het geïnspecteerde object 34 langs de transportband 32, terwijl het neutronenscannerframe en X-stralenscannerframe stationair zijn.
Het dient begrepen te worden dat de onderhavige uitvinding uitgevoerd kan worden op eender welke andere manier dan de uitvoeringsvormen specifiek beschreven hiervoor, en dat vele aanpassingen en variaties mogelijk zijn binnen de strekking van de uitvinding.

Claims (25)

1. Een methode om materialen te onderscheiden door gebruik te maken van snelle neutronen en continu spectrale X-stralen omvattende de volgende stappen: (a) een snelle neutronenstralenbundel geproduceerd door een snelle neutronenbron en een continu spectrale X-stralenbundel geproduceerd door een continu spectrale X-stralenbron uitzenden doorheen het geïnspecteerde object; (b) de intensiteit van de doorgelaten X-stralen en de intensiteit van de doorgelaten neutronen direct meten via respectievelijk een X-stralendetectorset en een neutronendetectorset; en (c) de materialen van het geïnspecteerde object identificeren via Z-afhankelijkheidscurves gevormd door de afzwakkingsverschillen tussen de neutronenstralenbundel en de X-stralenbundel uitgezonden doorheen verschillende materialen van het geïnspecteerde object.
2. De methode volgens conclusie 1, verder omvattende een stap: (d) tweedimensioneel X-stralentransmissiebeeld en neutronentransmissiebeeld vormen met dezelfde scan.
3. De methode volgens conclusie 1, waarbij de snelle neutronenbron een neutronengenerator, een isotoop neutronenbron of een fotoneutronenbron is; en de continu spectrale X-stralenbron een lineaire electronenversneller of een X-stralentoestel is.
4. De methode volgens conclusie 3, waarbij de fotoneutronenbron een versneller is om een X-stralenbundel te produceren waarvan een deel botst op een fotoneutronenomzetter en wordt omgezet in fotoneutronen.
5. De methode volgens conclusie 4, waarin een distributiecollimator de X-stralenbundel geproduceerd door de versneller in twee bundels verdeelt, één bundel wordt gecollimeerd door een X-stralenbundel-gelimiteerde collimator om een X-stralenbundel te vormen, de andere bundel botst op een fotoneutronenomzetter en wordt omgezet in fotoneutronen om een fotoneutronenbundel te vormen via een bundel-gelimiteerde collimator.
6. De methode volgens conclusies 1 tot 3, waarbij de continu spectrale X-stralenbundel en de snelle neutronenbundel gemeten worden door respectievelijk een X-stralen-detectorset met een hoge X-stralendetectie-efficiëntie en een neutronendetectorset met een hoge neutronendetectie-efficiëntie.
7. De methode volgens conclusie 6, waarbij langs de scanningstunnel een neutronenscannerframe, omvattende de snelle neutronenbron en de neutronendetectorset, in parallel geplaatst is met een X-stralenscannerframe, omvattende de X-stralenbron en de X-stralendetectorset.
8. De methode volgens conclusie 7, waarbij in de scanningsrichting het X- stralenscannerframe voorafgaat aan het neutronenscannerframe zodat het geïnspecteerde object eerst gescand wordt door het X-stralenscannerframe en dan gescand wordt door het neutronenscannerframe.
9. De methode volgens conclusie 8, waarbij de neutronenbron en de X-stralenbron synchroon pulserend zijn, en de uitzendtijd van de pulserende neutronenbron een tijdsperiode vertraagd is van de uitzendtijd van de pulserende X-stralenbron.
10. De methode volgens conclusie 1 of 2, waarbij het identificeren van de materialen omvat: de intensiteit Tn van neutronen doorgelaten doorheen het geïnspecteerde object meten via elke neutronendetector in de neutronendetectorset; de intensiteit Tx van X-stralen doorgelaten doorheen het geïnspecteerde object meten via elke X-stralendetector in de X-stralendetectorset; Z-afhankelijkheidscurven samenstellen via de paren (cr,c2), waarbij c, = f^T*) gebruikt wordt als x-coördinaat en c2 = f2(Tn,Tx) gebruikt wordt als y-coördinaat, waarbij wijst op een functie van de afzwakking van de X-stralen, en f2(Tn,T,J wijst op een functie van het afzwakkingsverschil van neutronen en X-stralen; de verschillende materialen van het geïnspecteerde object identificeren door de Z-afhankelijkheidscurven te gebruiken; en de geïdentificeerde verschillende materialen weergeven met verschillende kleuren in een materiaalonderscheidingsbeeld.
11. De methode volgens conclusie 10, waarbij één pixelwaarde van het neutronentransmissiebeeld gekoppeld wordt aan het gemiddelde van de waarde van één of meerdere pixels van het X-stralentransmissiebeeld om een (chc2)-koppel samen te stellen op één van de Z-afhankelijkheidscurven.
12. De methode volgens conclusie 11, waarbij er twee scanningsmodellen zijn om het X-stralentransmissiebeeld en het neutronentransmissiebeeld te vormen, het ene bij bewegen van het neutronenscannerframe en het X-stralenscannerframe waarbij het geïnspecteerde object stilstaat; het andere bij bewegen van het geïnspecteerde object langs de scanningstunnel, terwijl het neutronenscannerframe en het X-stralen-scannerframe stationair zijn.
13. Uitrusting om de methode uit te voeren om materialen te onderscheiden door snelle neutronen en continu spectrale X-stralen te gebruiken volgens conclusie 1, omvattende: een snelle neutronenbron om neutronen te produceren; een continu spectrale X-stralenbron om X-stralen te produceren; een neutronendetectorset om de neutronen te detecteren; en een X-stralendetectorset om de X-stralen te detecteren; waarbij de snelle neutronenbron en de continu spectrale X-stralenbron geplaatst zijn langs één zijde van de scanningstunnel, en de neutronendetectorset en de X-stralen-detectorset geplaatst zijn aan een tegengestelde zijde van de scanningstunnel.
14. De uitrusting volgens conclusie 13, waarin de X-stralen geproduceerd door de X-stralenbron gecollimeerd zijn in een X-stralen-bundel die gericht is op de X-stralendetectorset, de X-stralenbundel wordt doorheen het geïnspecteerde object gezonden, en wordt ontvangen door de X-stralendetectorset; de neutronen geproduceerd door de snelle neutronenbron gecollimeerd zijn in een neutronenbundel die gericht is op de neutronendetectorset, de neutronenbundel wordt doorheen het geïnspecteerde object gezonden, en wordt ontvangen door de neutronendetectorset.
15. De uitrusting volgens conclusie 13, waarbij de snelle neutronenbron een neutronengenerator, een isotoop neutronenbron of een fotoneutronenbron is; en de continu spectrale X-stralenbron een lineaire electronenversneller of een X-stralentoestel is.
16. De uitrusting volgens conclusie 13, waarbij langs de scanningstunnel een neutronen-scannerframe, omvattende de snelle neutronenbron en de neutronendetectorset, in parallel geplaatst is met een X-stralenscannerframe, omvattende de X-stralenbron en de X-stralendetectorset.
17. De uitrusting volgens conclusie 16, waarbij in de scanningsrichting het X-stralenscannerframe voorafgaat aan het neutronenscannerframe zodat het geïnspecteerde object eerst gescand wordt door het X-stralenscannerframe en dan gescand wordt door het neutronenscannerframe.
18. Uitrusting om de methode uit te voeren om materialen te onderscheiden door snelle neutronen en continu spectrale X-stralen te gebruiken volgens conclusie 1, omvattende: een versneller die continu spectrale X-stralen en fotoneutronen produceert; een neutronendetectorset om de fotoneutronen te detecteren; en een X-stralendetectorset om de X-stralen te detecteren; waarbij de versneller geplaatst is aan één zijde van de scanningstunnel, en de neutronendetectorset en de X-stralendetectorset geplaatst zijn aan de andere zijde van de scanningstunnel.
19. De uitrusting volgens conclusie 18, verder omvattende: een X-stralendistributie collimator, dewelke geïnstalleerd is bij een X-stralenbundel-uitzendend raam van de versneller, en de X-stralenbundel in twee bundels verdeelt, de ene bundel wordt gecollimeerd door de X-stralenbundel-gelimiteerde collimator om een X-stralenbundel te vormen, de andere bundel wordt gecollimeerd en in een fotoneutronenvermeerderingskamer geleid.
20. De uitrusting volgens conclusie 19, verder omvattende: een fotoneutronenomzetter, dewelke in de fotoneutronenvermeerderingskamer geplaatst is, en die in het pad van de X-stralenbundel wordt geplaatst, de X-stralenbundel botst op de fotoneutronenomzetter en wordt omgezet tot fotoneutronen om een fotoneutronen-bundel te vormen via de fotoneutronenvermeerderingskamer en een bundel-gelimiteerd kanaal verbonden met de fotoneutronenvermeerderingskamer.
21. De uitrusting volgens conclusie 20, waarbij de X-stralenbundel doorheen het geïnspecteerde object wordt gestuurd, en opgevangen wordt door de X-stralendetectorset, de fotoneutronenbundel doorheen het geïnspecteerde object wordt gestuurd, en opgevangen wordt door de neutronendetectorset.
22. De uitrusting volgens conclusie 21, waarbij in de scanningsrichting een X- stralenscannerframe, omvattende een X-stralenbundel en de X-stralendetectorset, voorafgaat aan het neutronenscannerframe, omvattende fotoneutronenbundels en de neutronendetectorset, zodat het geïnspecteerde object eerst gescand wordt door het X-stralenscannerframe en dan gescand wordt door het neutronenscannerframe.
23. De uitrusting volgens conclusie 20, waarbij de fotoneutronenomzetter beryllium of een ander materiaal omvat, en de vorm heeft van een sferische koepel, cilinder, kegel, L-vormige plaat of een andere vorm.
24. De uitrusting volgens conclusie 20, waarbij tussen het fotoneutronen-uitzendende raam van de fotoneutronenvermeerderingskamer en het bundel-gelimiteerde kanaal een bismutfilter geplaatst is in het pad van de fotoneutronenbundel.
25. De uitrusting volgens conclusie 20, waarbij de fotoneutronenvermeerderingskamer lood en grafietlagen of ander materiaal omvat.
BE2006/0137A 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. BE1017033A3 (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200510086764 2005-11-03
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 (1)

Publication Number Publication Date
BE1017033A3 true BE1017033A3 (nl) 2007-12-04

Family

ID=37055959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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.

Country Status (11)

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

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US8223919B2 (en) 2003-04-25 2012-07-17 Rapiscan Systems, Inc. X-ray tomographic inspection systems for the identification of specific target items
US8837669B2 (en) 2003-04-25 2014-09-16 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanning system
US7949101B2 (en) 2005-12-16 2011-05-24 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners and X-ray sources therefor
GB0903198D0 (en) * 2009-02-25 2009-04-08 Cxr Ltd X-Ray scanners
US8243876B2 (en) 2003-04-25 2012-08-14 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners
US7551714B2 (en) * 2006-05-05 2009-06-23 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
US20080298544A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Peter Dugan Genetic tuning of coefficients in a threat detection system
WO2009000154A1 (fr) 2007-06-21 2008-12-31 Tsinghua University Détecteur de rayons gamma
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
EP2287636B1 (en) * 2008-05-12 2019-10-23 Tsinghua University Method and system for inspecting special nuclear material
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
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
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
BR112012021514B1 (pt) * 2010-02-25 2020-11-10 Rapiscan Systems, Inc. sistema 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
CN103890571B (zh) * 2011-10-26 2017-07-14 皇家飞利浦有限公司 具有偏移校正的用于探测光子的放射探测装置
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、核素识别系统及光中子发射器
FR3016969B1 (fr) * 2014-01-24 2017-05-05 Commissariat Energie Atomique Dispositif de mesure de quantite de beryllium dans un objet radioactif
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
MX385090B (es) * 2015-09-10 2025-03-14 American Science & Eng Inc Caracterización de retrodispersión usando escaneo electromagnético de rayos x interlinealmente adaptable.
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
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
CA3225461A1 (en) * 2018-04-11 2019-10-17 Phoenix 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、系统、介质及设备
MX2023009276A (es) 2021-02-23 2023-10-10 Rapiscan Systems Inc Sistemas y metodos para eliminar señales de diafonía en uno o más sistemas de escaneo que tienen múltiples fuentes de rayos x.
CN113075241A (zh) * 2021-04-01 2021-07-06 中国原子能科学研究院 中子成像和x射线成像系统、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
EP4371038A4 (en) 2021-07-13 2025-05-28 Rapiscan Systems, Inc. IMAGE INSPECTION SYSTEMS AND METHODS FOR INTEGRATING THIRD-PARTY ARTIFICIAL INTELLIGENCE PLATFORMS
CN118785948A (zh) 2022-02-03 2024-10-15 拉皮斯坎控股公司 用于x射线线性加速器的实时能量和剂量监测的系统和方法
CN114594113B (zh) * 2022-03-02 2025-04-01 清华大学 一种单源双射线成像检测方法及装置
US11774375B1 (en) 2022-04-15 2023-10-03 Phoenix, Llc Re-entrant cones for moderator chamber of a neutron imaging system
US12474282B2 (en) 2022-05-20 2025-11-18 Rapiscan Holdings, Inc. Systems and a method of improved material classification using energy-integrated backscatter detectors
KR102762407B1 (ko) * 2022-11-01 2025-02-05 한국원자력연구원 방사선을 이용한 오류 시험 장치 및 방법
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
EP4680116A1 (en) 2023-03-17 2026-01-21 Rapiscan Holdings, Inc. Systems and methods for monitoring output energy of a high-energy x-ray source
CN120428346A (zh) * 2025-04-22 2025-08-05 黑龙江省原子能研究院 一种基于能谱-时空融合的X&γ射线实时甄别系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5200626A (en) * 1990-03-28 1993-04-06 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Hidden explosives detector employing pulsed neutron and x-ray interrogation
WO2000043760A2 (fr) * 1999-01-20 2000-07-27 Heimann Systems (Societe Anonyme) Systeme de discrimination de matieres organiques et inorganiques
WO2004053472A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-24 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation A Body Corporate Established Under The Science And Industry Research Act 1949, As Amended, Carring On Scientific And Industrial Research Radiographic equipment

Family Cites Families (31)

* 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
US5153439A (en) * 1987-05-26 1992-10-06 Science Applications International Corporation Multi-sensor explosive detection system using an articifical neural system
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
US5078952A (en) * 1989-06-16 1992-01-07 Science Applications International Corporation Multi-sensor explosive detection system
US5098640A (en) * 1990-01-10 1992-03-24 Science Applications International Corporation Apparatus and method for detecting contraband using fast neutron activation
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
RU2155975C2 (ru) * 1997-03-26 2000-09-10 Казанская геофизическая экспедиция Способ определения содержания окислов магния и кальция в магнезитовых рудах
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
WO1999041676A1 (en) * 1998-02-11 1999-08-19 Analogic Corporation Computed tomography apparatus and method for classifying objects
JPH11230918A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Hitachi Medical Corp Ｘ線検査装置
US6088423A (en) * 1998-06-05 2000-07-11 Vivid Technologies, Inc. Multiview x-ray based system for detecting contraband such as in baggage
JP2001099790A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Ｘ線検査装置
GB2409269B (en) * 2000-08-03 2005-09-21 Cambridge Imaging Ltd Improvements in and relating to material identification using x-rays
RU2168717C1 (ru) * 2000-11-23 2001-06-10 Горшков Вячеслав Алексеевич Способ томографической оценки распределения плотности и эффективного атомного номера вещества
DE10062214B4 (de) * 2000-12-13 2013-01-24 Smiths Heimann Gmbh Vorrichtungen zur Durchleuchtung von Objekten
NL1016916C2 (nl) * 2000-12-15 2002-07-02 Univ Delft Tech Werkwijze en inrichting voor het analyseren en het scheiden van materiaalstromen.
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
RU2221220C1 (ru) * 2002-11-15 2004-01-10 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт интроскопии Московского научно-производственного объединения "Спектр" Рентгеновский измеритель параметров проката
DE10257749B4 (de) * 2002-12-10 2006-05-04 Krones Ag Vorrichtung zum Inspizieren von gefüllten und verschlossenen Gefäßen
DE10305105A1 (de) * 2003-02-07 2004-08-26 Siemens Ag Eichung der Transformation spektraler Röntgenschwächungswerte in Dichte- und Ordnungszahlinformation
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5200626A (en) * 1990-03-28 1993-04-06 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Hidden explosives detector employing pulsed neutron and x-ray interrogation
WO2000043760A2 (fr) * 1999-01-20 2000-07-27 Heimann Systems (Societe Anonyme) Systeme de discrimination de matieres organiques et inorganiques
WO2004053472A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-24 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation A Body Corporate Established Under The Science And Industry Research Act 1949, As Amended, Carring On Scientific And Industrial Research Radiographic equipment

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
APPLICATION OF ACCELERATORS IN RESEARCH AND INDUSTRY. SIXTEENTH INTERNATIONAL CONFERENCE 1-5 NOV. 2000 DENTON, TX, USA, no. 576, 1 November 2000 (2000-11-01), AIP Conference Proceedings AIP USA, pages 1061 - 1064, ISSN: 0094-243X *
DATABASE INSPEC [online] THE INSTITUTION OF ELECTRICAL ENGINEERS, STEVENAGE, GB; 12 July 2001 (2001-07-12), DOKHALE P A ET AL: "NELIS - an illicit drug detection system", XP002402287, Database accession no. 7262360 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20070096036A1 (en) 2007-05-03
JP2007127617A (ja) 2007-05-24
GB2432094B (en) 2010-04-14
FR2892816A1 (fr) 2007-05-04
KR20070048107A (ko) 2007-05-08
DE102006023309A1 (de) 2007-05-24
FR2892816B1 (fr) 2015-08-14
RU2305829C1 (ru) 2007-09-10
US7399976B2 (en) 2008-07-15
GB0602432D0 (en) 2006-03-22
WO2007051418A1 (en) 2007-05-10
AU2006200561B2 (en) 2009-12-03
GB2432094A (en) 2007-05-09
CN100582758C (zh) 2010-01-20
DE102006023309B4 (de) 2014-06-05
KR100835270B1 (ko) 2008-06-05
AU2006200561A1 (en) 2007-05-17
CN1959387A (zh) 2007-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1017033A3 (nl) Methode en uitrusting voor het onderscheiden van materialen door gebruik te maken van snelle neutronen en continu spectrale x-stralen.
USRE37899E1 (en) Tomographic method of x-ray imaging
US6556653B2 (en) Non-rotating X-ray system for three-dimensional, three-parameter imaging
JP5037328B2 (ja) 物体の２エネルギー放射線走査
US6459764B1 (en) Drive-through vehicle inspection system
CN102084270B (zh) 扫描系统
US9128200B2 (en) Method and apparatus for detecting a particular material in an object by means of electromagnetic radiation
EP0852717B1 (en) Detecting contraband by employing interactive multiprobe tomography
US20030190011A1 (en) Method and device for detecting a given material in an object using electromagnetic rays
US20130315377A1 (en) Methods and systems for determining the average atomic number and mass of materials
WO1998054566A1 (en) X-ray inspection apparatus
EP2054741A2 (en) Scatter attenuation tomography
GB2438278A (en) Energy spectrum modulation and image processing method
CN101501530A (zh) 用于获得图像数据的系统和方法
Martz et al. Poly-versus mono-energetic dual-spectrum non-intrusive inspection of cargo containers
CN101592622A (zh) 具有真实双能量的多视角x射线行李爆炸物自动探测装置
Udod et al. State-of-the art and development prospects of digital radiography systems for nondestructive testing, evaluation, and inspection of objects: a review
CN105784741A (zh) 一种多视角x射线安全检查装置
US20110193711A1 (en) Method and device for detecting the presence, in a load, of objects suspected of containing at least one material having a given atomic weight
Udod et al. State of the art and development trends of the digital radiography systems for cargo inspection
Kolkoori et al. Influence of scattered radiation on the efficiency of dual high-energy x-ray imaging for material characterization
RU2502986C1 (ru) Способ нейтронной радиографии
Perticone et al. Automatic detection of high-Z materials in cargo
Jaenisch et al. Influence of scattered radiation on the efficiency of dual high-energy X-Ray imaging for material characterization
CN121740923A (zh) 基于衍射成像的多级扫描成像系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
MK Patent expired because of reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20260303