專利名稱：一種γ背散射成像無(wú)損檢測(cè)方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種用于檢查集裝箱、貨車、箱包等客體的內(nèi)部情況的無(wú)損檢測(cè)方法與裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有各種型號(hào)的γ數(shù)字輻射成像檢測(cè)裝置(以后簡(jiǎn)稱“檢測(cè)裝置”)，如中國(guó)發(fā)明專利ZL 96 1 02080.6及ZL 98 1 01501.8所示，均采用γ透射成像模式來(lái)檢測(cè)集裝箱等客體。它們能很好滿足海關(guān)查私的需求，發(fā)揮了重大作用。但是，它們還存在著一些不足之處①所獲得的都是γ透射影像，因而不具備使被檢客體內(nèi)有機(jī)物的影像自動(dòng)“加亮”的功能；②在這些獲取透射影像的檢測(cè)裝置中，射線源與陣列探測(cè)器必須跨置于被檢集裝箱(客體)的兩邊，故體積大，不適用于要求檢測(cè)裝備只能同置于客體一側(cè)的應(yīng)用場(chǎng)合；③存在著空間分辨率與探測(cè)器靈敏度的矛盾，即空間分辨率的提高需要伴以探測(cè)器像素面積的減小——導(dǎo)致探測(cè)器靈敏度的隨之下降。
在實(shí)際工作中，不少場(chǎng)合需要能給出客體γ背散射影像并克服上述各項(xiàng)弱點(diǎn)的檢測(cè)裝置。例如，海關(guān)官員都希望在所獲得的集裝箱數(shù)字輻射影像中，有機(jī)物的影像能通過(guò)“自動(dòng)加亮”而突出顯示出來(lái)，從而有助于查出爆炸物、易燃品、走私香煙和毒品等有機(jī)類違禁物。而在擁擠的貨場(chǎng)中檢查集裝箱或貨車時(shí)，則希望檢測(cè)裝置能全部處在被檢客體的同一側(cè)，而且體積要盡量小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種γ背散射成像無(wú)損檢測(cè)方法與裝置(簡(jiǎn)稱“背散射檢測(cè)方法”與“背散射檢測(cè)裝置”)。能獲取客體γ背散射數(shù)字影像，可將全部裝備均置于客體一側(cè)，具有使被檢客體內(nèi)有機(jī)物的影像自動(dòng)“加亮”的功能，且體積小，并解決了空間分辨率與探測(cè)器靈敏度的矛盾。
本發(fā)明提出的一種γ背散射成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟1)將由屏蔽容器及設(shè)置其內(nèi)的γ射線束源，探測(cè)器構(gòu)成的檢測(cè)單元設(shè)置在被檢客體的同一側(cè)；
2)由所說(shuō)的射線源射出并被準(zhǔn)直的γ射線束周期性地掃描客體；3)使用拖動(dòng)機(jī)構(gòu)將被測(cè)客體與所說(shuō)的檢測(cè)單元間實(shí)現(xiàn)沿垂直于γ射線束掃描面方向的相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)；4)由所說(shuō)的探測(cè)器同步測(cè)量客體被γ射線束照射時(shí)各部位產(chǎn)生的背散射，并將測(cè)得信號(hào)按時(shí)序排列、轉(zhuǎn)換為被檢客體的二維的背散射數(shù)字圖像，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢客體的γ背散射無(wú)損檢測(cè)。
上述射線源可為60Co、137Cs、192Ir或241Amγ放射性同位素。
所說(shuō)的γ射線束周期性地掃描客體的方法可依靠由所說(shuō)的屏蔽容器中具有同固定不動(dòng)的內(nèi)層屏蔽容器上扇形狹縫相垂直的狹縫狀孔的外層屏蔽環(huán)圍繞內(nèi)層屏蔽容器旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)而產(chǎn)生“筆形”γ射線束并實(shí)現(xiàn)周期性地掃描客體。
本發(fā)明提出的一種γ背散射成像無(wú)損檢測(cè)裝置，包括輻射防護(hù)屏蔽裝置及設(shè)置在其內(nèi)的γ射線源，探測(cè)器與信號(hào)采集與處理單元，其特征在于，所說(shuō)的γ射線源及其輻射防護(hù)屏蔽裝置、探測(cè)器均置于被檢客體的同一側(cè)的設(shè)備箱內(nèi)，所說(shuō)的探測(cè)器為由一個(gè)或多個(gè)器件組成背散射探測(cè)器。
所說(shuō)的γ射線源及其輻射防護(hù)屏蔽裝置可為由一個(gè)復(fù)合型屏蔽罐構(gòu)成的筆形射線束發(fā)生器，它包括一固定不動(dòng)的內(nèi)層射線源屏蔽容器，其上開(kāi)有一個(gè)扇形狹縫，一個(gè)能圍繞內(nèi)層容器不斷旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的外層屏蔽環(huán)，其上開(kāi)出一個(gè)或多個(gè)方向與從內(nèi)層容器射出的片狀射線束面相垂直的窄縫狀孔。
所說(shuō)的內(nèi)層屏蔽容器上的狹縫的寬度可與射線源的尺寸相同或略小，所說(shuō)的外曾屏蔽環(huán)上的狹縫寬度可大于、等于內(nèi)層屏蔽容器狹縫的寬度。
在所說(shuō)的筆形射線束發(fā)生器的內(nèi)層屏蔽容器與外層屏蔽環(huán)之間可填充包覆有用以防止漏射線的屏蔽體。
所說(shuō)的背散射探測(cè)器可為充氣電離室、正比計(jì)數(shù)器、G-M計(jì)數(shù)器、閃爍探測(cè)器或半導(dǎo)體探測(cè)器之一種。
所說(shuō)的設(shè)備箱與被檢客體可通過(guò)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)。
所說(shuō)的設(shè)備箱可設(shè)有提升機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明利用γ背散射的物理特性由表述康普頓背散射微分截面dσ/dΩ的Klein-Nishina公式可以推導(dǎo)出，背散射的Q=ZA·1(μρ+μρ′)]]>總強(qiáng)度應(yīng)正比于下述因子Q其中，Z與A分別代表客體物質(zhì)的原子序數(shù)與原子量，μρ與μ′ρ分別代表客體物質(zhì)對(duì)入射與背散射光子的質(zhì)量吸收系數(shù)。此關(guān)系式清晰地顯示出背散射強(qiáng)度與被檢客體物質(zhì)間的相互關(guān)系。
有機(jī)物或其它富含氫元素物質(zhì)的Z/A值大(純氫的Z/A＝1——屬最大)，因而它們所產(chǎn)生的背散射會(huì)更強(qiáng)。此外，由康普頓散射公式可知，背散射光子的能量不高，一般均在200keV左右或更低。在此能區(qū)，物質(zhì)的質(zhì)量吸收系數(shù)μ′ρ也與物質(zhì)的原子序數(shù)密切相關(guān)。越是重物質(zhì)，其μρ越大，而有機(jī)物或其它富含氫元素物質(zhì)的μ′ρ則要小得多。由Q之表達(dá)式可見(jiàn)，這一因素也會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物或其它富含氫元素物質(zhì)的背散射增強(qiáng)。由于這兩點(diǎn)原因，在各種客體的背散射影像中，有機(jī)物或其它富含氫元素物質(zhì)的影像會(huì)更“亮”一些，即存在著“有機(jī)物或其它富含氫元素物質(zhì)自動(dòng)加亮(highlight)”的效應(yīng)。
上述“自動(dòng)加亮”效應(yīng)為檢查出塑性炸藥、毒品及走私香煙等有機(jī)物類違禁物品提供了很有力的技術(shù)支持，因而受到各國(guó)海關(guān)用戶的歡迎。


圖1是本發(fā)明的背散射檢測(cè)裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的背散射檢測(cè)裝置的檢測(cè)設(shè)備箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意正視圖。
圖3是本發(fā)明的背散射檢測(cè)裝置的檢測(cè)設(shè)備箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意側(cè)視圖。
圖4是γ射線筆形射線束發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a為正向剖面圖，b為側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。
本發(fā)明的第一個(gè)方面涉及一種γ背散射無(wú)損檢測(cè)方法。該方法首先是利用稱之為“筆形射線束發(fā)生器”的裝置產(chǎn)生窄細(xì)如筆狀的γ射線束(簡(jiǎn)稱“筆形射線束”)，并使之按一定方向(例如上、下或左、右)周期性地掃描客體。同時(shí)，由與“筆形射線束發(fā)生器”共置于客體同一側(cè)的γ射線探測(cè)器接受客體被“筆形射線束”照射時(shí)產(chǎn)生的背散射，并將之轉(zhuǎn)換為輸出電信號(hào)。不同時(shí)刻探測(cè)器所輸出的信號(hào)取決于該時(shí)刻“筆形射線束”照射處的客體物質(zhì)所產(chǎn)生的背散射。每當(dāng)“筆形射線束”對(duì)客體掃描一次，將不同時(shí)刻的探測(cè)器信號(hào)值按時(shí)序排列，即獲得“筆形射線束”該次掃描路徑上客體物質(zhì)的一條背散射影像。在“筆形射線束”按一定方向持續(xù)進(jìn)行周期性掃描的同時(shí)，令客體沿著與“筆形射線束”掃描平面垂直的方向相對(duì)于檢測(cè)裝置作平移運(yùn)動(dòng)。隨著客體的相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)，一條一條背散射影像將順序顯示出來(lái)，最終組成客體的一幅二維的背散射數(shù)字影像。
上述方法中采用的γ輻射源為60Co、137Cs、192Ir、133Ba、241Am等的高比活度γ放射性同位素輻射源。
上述方法中作周期性掃描的“筆形射線束”來(lái)自一種稱作“筆形射線束發(fā)生器”的裝置，它實(shí)際是一個(gè)復(fù)合型屏蔽罐。它的內(nèi)層為一固定不動(dòng)的射線源屏蔽容器，其上加工出一個(gè)垂直方向(或其它方向)的扇形狹縫，將置于其中的射線源發(fā)出的γ射線準(zhǔn)直成沿垂直方向(或其它方向)的窄片狀束。它的外層包括一個(gè)能圍繞內(nèi)層容器不斷旋轉(zhuǎn)的屏蔽環(huán)，其上開(kāi)出一個(gè)或多個(gè)方向與從內(nèi)層容器射出的片狀射線束面相垂直的窄縫狀孔。穿過(guò)這內(nèi)外層狹縫后，再射出的γ射線就已經(jīng)被準(zhǔn)直成“筆形射線束”了。隨著外層屏蔽環(huán)的旋轉(zhuǎn)，“筆形射線束”將在內(nèi)層容器扇形狹縫的張角的范圍內(nèi)作周期性掃描運(yùn)動(dòng)。如果外層屏蔽環(huán)上只加工了一個(gè)狹縫孔，則它每旋轉(zhuǎn)一圈，“筆形射線束”掃描一次。如果外層屏蔽環(huán)上加工了若干個(gè)狹縫孔，則它每旋轉(zhuǎn)一圈，可實(shí)現(xiàn)“筆形射線束”的多次掃描，從而提高了掃描頻率。此外，也可令外層屏蔽環(huán)在某一角度內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)，使得“筆形射線束”沿一定方向反復(fù)掃描。此時(shí)，外層屏蔽環(huán)上可只加工一個(gè)狹縫孔，但相鄰兩次掃描的信號(hào)采集、處理與顯示的時(shí)序是相反的。
上述方法中采用的背散射探測(cè)器是充氣電離室、閃爍探測(cè)器、半導(dǎo)體或固體探測(cè)器等。鑒于背散射光子能量不高，探測(cè)器窗不能過(guò)厚。由于此方法的空間分辨率主要取決于“筆形射線束”的粗細(xì)，因而可采用大面積背散射探測(cè)器來(lái)提高探測(cè)靈敏度，而并不影響空間分辨率。
本發(fā)明的第二個(gè)方面涉及一種γ背散射數(shù)字影像無(wú)損檢測(cè)裝置。
參見(jiàn)圖1、圖2，圖3與圖4，本發(fā)明的檢測(cè)裝置主要是由檢測(cè)設(shè)備箱1(簡(jiǎn)稱設(shè)備箱)、相應(yīng)的拖動(dòng)與運(yùn)載機(jī)構(gòu)2以及信號(hào)采集與處理系統(tǒng)3組成。
設(shè)備箱1是本發(fā)明裝置的核心部件，主要包括由內(nèi)屏蔽容器6、外層屏蔽環(huán)7與屏蔽體8構(gòu)成的“筆形射線束”發(fā)生器及置于其中的高比活度γ放射性同位素源5，置于“筆形射線束”發(fā)生器前方的γ背散射探測(cè)器11以及附加的準(zhǔn)直器12等。
γ射線源5選用高比活度的60Co、137Cs、192Ir、133Ba、241Am等不同能量的γ放射性同位素，其活性區(qū)的線度為毫米量級(jí)，活度為數(shù)百毫居至數(shù)百居里(1×1010～3×1013貝可)。其中，60Co源的γ射線能量最高(1.17MeV與1.33MeV)，因而穿透本領(lǐng)和檢測(cè)深度最大。在某些只需要檢查客體表層的場(chǎng)合，可選用低能γ射線源，如192Ir甚至241Am等。射線源的具體“活度”視需要而定，原則上應(yīng)盡量選用較小的。本發(fā)明所采用的60Co及192Ir射線源的比活度及活度范圍均同已在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用的“γ探傷機(jī)”基本相符，而后者已有大量定型產(chǎn)品供應(yīng)。本發(fā)明的射線源可以采用此類自帶屏蔽容器的“γ探傷機(jī)”。
“筆形射線束”發(fā)生器如圖4所示。內(nèi)層屏蔽容器6是靜止不動(dòng)的，γ射線源5從它的側(cè)面導(dǎo)孔放入，并用常規(guī)手段固定與鎖緊，確保該射線源不會(huì)掉出，而且不可能被非專職管理人員拆卸開(kāi)。在內(nèi)層屏蔽容器6的中央加工有張角為a的縱向扇形狹縫(張角a的大小根據(jù)被測(cè)客體的大小進(jìn)行設(shè)定，沒(méi)有嚴(yán)格的要求，其范圍最大不能超過(guò)180°，)，將射線源發(fā)出的γ射線準(zhǔn)直成張角為a的扇形片狀束。該狹縫的寬度應(yīng)與射線源的尺寸相同或略小。外層屏蔽容器由兩部分組成。中央部分是一個(gè)能圍繞內(nèi)層容器旋轉(zhuǎn)的屏蔽環(huán)7(可用常規(guī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn))，其上加工有一個(gè)或多個(gè)狹縫狀孔，方向與內(nèi)層屏蔽容器6的扇形狹縫垂直。另一部分是填充包覆在內(nèi)層容器6與外層屏蔽環(huán)7之間的屏蔽體8，這也是靜止不動(dòng)的。內(nèi)屏蔽容器6兩端由支架9與底座10支撐、固定。由于外層屏蔽環(huán)7的狹縫狀孔與內(nèi)層屏蔽容器6上的縱向扇形狹縫垂直，穿過(guò)了這兩道狹縫再射出的γ射線已被準(zhǔn)直成“筆形射線束”。當(dāng)外層屏蔽環(huán)7旋轉(zhuǎn)，此“筆形射線束”將沿其旋轉(zhuǎn)方向、在張角a的范圍內(nèi)周期性地掃描。當(dāng)屏蔽環(huán)7上的狹縫數(shù)為n，那么它每旋轉(zhuǎn)一次，將實(shí)現(xiàn)“筆形射線束”在a張角范圍中的n次掃描。屏蔽環(huán)7上的狹縫數(shù)n不得大到使a張角范圍內(nèi)能包容下兩個(gè)或更多的狹縫。屏蔽環(huán)7上的狹縫可以窄到與內(nèi)層屏蔽容器狹縫的寬度相同。
此外，也可令外層屏蔽環(huán)7在某一角度內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)，使得“筆形射線束”沿一定方向反復(fù)掃描。此時(shí)，外層屏蔽環(huán)7上可只加工一個(gè)狹縫孔，但相鄰兩次掃描的信號(hào)采集、處理與顯示的時(shí)序是相反的。此時(shí)，由于整個(gè)掃描過(guò)程中，外屏蔽環(huán)7上的狹縫孔只在內(nèi)層容器6的狹縫張角內(nèi)擺動(dòng)，其它方位的射線防護(hù)屏蔽問(wèn)題更容易解決。
設(shè)備箱1中的γ背散射探測(cè)器11用以測(cè)量“筆形射線束”在客體物質(zhì)上產(chǎn)生的背散射強(qiáng)度。由于60Coγ射線產(chǎn)生的背散射光子能量為212keV左右，其它放射源γ射線產(chǎn)生的背散射光子能量更低，因而所采用的必須是具有薄入射窗的低能射線探測(cè)器，如薄窗氣體探測(cè)器、閃爍探測(cè)器、半導(dǎo)體探測(cè)器及液體射線探測(cè)器等。帶薄窗的充氣電離室對(duì)低能射線有很高的靈敏度，而且穩(wěn)定、可靠，是很適用的一種γ背散射探測(cè)器。為了提高探測(cè)靈敏度，設(shè)備箱中的背散射探測(cè)器11可由多個(gè)單獨(dú)的探測(cè)器并聯(lián)而成(圖中所示為6個(gè))，這并不會(huì)影響到檢測(cè)裝置的空間分辨率。
為了提高背散射影像質(zhì)量，設(shè)備箱1內(nèi)還可設(shè)置附加準(zhǔn)直器12。這是由兩個(gè)相互平行的金屬(鐵或鉛等)塊構(gòu)成，中間留有一定寬度的狹縫，用于進(jìn)一步改善“筆形射線束”的準(zhǔn)直程度。
為能獲得客體的背散射二維數(shù)字影像，除了“筆形射線束”的掃描外，還必須實(shí)現(xiàn)客體與檢測(cè)設(shè)備箱之間的相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)。這要由拖動(dòng)與運(yùn)載機(jī)構(gòu)2來(lái)實(shí)現(xiàn)。
一種簡(jiǎn)便的方式是令客體不動(dòng)，而將檢測(cè)設(shè)備箱裝在導(dǎo)軌上，由拖動(dòng)機(jī)構(gòu)使之做平移運(yùn)動(dòng)。另一種方式是檢測(cè)裝置不動(dòng)而另由拖動(dòng)系統(tǒng)將被檢客體勻速拖拽，通過(guò)射線掃描區(qū)。當(dāng)被檢查的是集裝箱等大型客體，采用前一種模式有利。當(dāng)被檢客體較小，或現(xiàn)場(chǎng)已設(shè)有現(xiàn)成的拖動(dòng)機(jī)構(gòu)，則采用后一種模式也有優(yōu)越性。
信號(hào)采集與處理系統(tǒng)3包括前置放大器、數(shù)據(jù)采集電路和計(jì)算機(jī)信號(hào)與圖像處理系統(tǒng)等。這里與一般情況不同的是，要依靠“時(shí)間同步控制系統(tǒng)”將不同時(shí)段采集到的探測(cè)器信號(hào)與該時(shí)刻“筆形射線束”射到客體上的位置相聯(lián)系起來(lái)，從而形成背散射影像。已在各種類型鈷-60集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用的或其它通用的各種信號(hào)與圖像處理技術(shù)均可選擇采用。
為提高機(jī)動(dòng)性，檢測(cè)設(shè)備箱1、信號(hào)采集與處理系統(tǒng)3連同導(dǎo)軌與拖動(dòng)機(jī)構(gòu)2均可安置在同一輛檢測(cè)車上。當(dāng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，先將檢測(cè)車駛到被檢客體旁邊足夠近的距離之內(nèi)，然后開(kāi)啟檢測(cè)設(shè)備箱1中的“筆形射線束”發(fā)生器、儀器與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3以及拖動(dòng)機(jī)構(gòu)2來(lái)進(jìn)行掃描檢測(cè)。在檢測(cè)設(shè)備箱1沿著導(dǎo)軌作平移掃描運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕上將實(shí)時(shí)顯示出掃描區(qū)域內(nèi)被檢客體的數(shù)字背散射影像，供檢查員判定其中是否存在違禁物品。如果掃描區(qū)域不夠大，可改變檢測(cè)車位置或升、降檢測(cè)設(shè)備箱1來(lái)檢查其它各個(gè)可疑之處。
本發(fā)明檢測(cè)方法實(shí)施例的具體步驟為1.由“筆形束發(fā)生器”(屏蔽容器)與設(shè)置其內(nèi)的γ射線源以及背散射探測(cè)器等構(gòu)成的檢測(cè)單元安置在一設(shè)備箱內(nèi)，并設(shè)置在被檢客體的一側(cè)；2.令自“筆形射線束發(fā)生器”射出的“筆形”γ射線束周期性地掃描客體；3.使用拖動(dòng)機(jī)構(gòu)在被測(cè)客體與所說(shuō)的檢測(cè)單元間實(shí)現(xiàn)沿垂直于γ射線束掃描面方向的相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)；4.由所說(shuō)的背散射探測(cè)器同步測(cè)量客體被γ射線束照射時(shí)各部位產(chǎn)生的背散射，并將測(cè)得信號(hào)按時(shí)序排列、轉(zhuǎn)換為被檢客體的背散射數(shù)字圖像，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢客體的γ背散射無(wú)損檢測(cè)。5.所用γ射線源為60Co、137Cs、192Ir、133Ba或241Am等放射性同位素。6.用“筆形γ射線束”周期性地掃描客體的方法是，依靠由所說(shuō)的“筆形束發(fā)生器”(屏蔽容器)中加工有同固定不動(dòng)的內(nèi)層屏蔽容器上扇形狹縫相垂直的狹縫狀孔的外層屏蔽環(huán)圍繞內(nèi)層屏蔽容器旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)，而產(chǎn)生“筆形”γ射線束并周期性地掃描客體。
本發(fā)明檢測(cè)裝置的實(shí)施例為一種主要用于集裝箱或貨車檢測(cè)的γ背散射數(shù)字影像無(wú)損檢測(cè)裝置。
此裝置采用的輻射源5是活度約為10居里(~3.7×1011貝可)的高比活度60Co射線源，置于“筆形射線束”發(fā)生器內(nèi)層屏蔽容器6之中。該發(fā)生器的內(nèi)層屏蔽容器6的扇形狹縫的張角，選為45°左右，而外層屏蔽環(huán)7上共加工有6個(gè)片狀狹縫，使得它每旋轉(zhuǎn)一次，能實(shí)現(xiàn)“筆形射線束”的6次掃描。選擇狹縫寬度為2毫米，使得“筆形射線束”射到被檢客體4表面時(shí)的截面積約為5×5mm2左右，以保證足夠好的空間分辨率。背散射探測(cè)器11選用薄窗型充氣電離室，共有6個(gè)，相互并聯(lián)在一起，以進(jìn)一步提高探測(cè)靈敏度。以上各部分均安裝在外形尺寸約為1×1×1m3的檢測(cè)設(shè)備箱1中。該設(shè)備箱1又置于帶水平導(dǎo)軌的拖動(dòng)機(jī)構(gòu)2上，能按指令作平移掃描運(yùn)動(dòng)。信號(hào)采集與處理系統(tǒng)3置于設(shè)備箱1旁的小型檢測(cè)室內(nèi)，檢查員即在此處工作。全部檢測(cè)設(shè)備箱1、拖動(dòng)機(jī)構(gòu)2以及信號(hào)采集與處理系統(tǒng)(檢測(cè)室)3都安置在一輛小型卡車上，能按要求駛到需要檢查的集裝箱或貨車(客體4)旁邊進(jìn)行檢測(cè)。所述的背散射檢測(cè)裝置的檢查深度可以達(dá)到數(shù)十毫米鐵(相當(dāng)于數(shù)十厘米水)的質(zhì)量厚度，而且能具備使此檢查深度內(nèi)有機(jī)物的影像“自動(dòng)加亮”的功能。
權(quán)利要求
1.一種γ背散射成像無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟1)將由屏蔽容器及設(shè)置其內(nèi)的γ射線束源，探測(cè)器構(gòu)成的檢測(cè)單元設(shè)置在被檢客體的同一側(cè)；2)由所說(shuō)的射線源射出并被準(zhǔn)直的γ射線束周期性地掃描客體；3)使用拖動(dòng)機(jī)構(gòu)將被測(cè)客體與所說(shuō)的檢測(cè)單元間實(shí)現(xiàn)沿垂直于γ射線束掃描面方向的相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)；4)由所說(shuō)的探測(cè)器同步測(cè)量客體被γ射線束照射時(shí)各部位產(chǎn)生的背散射，并將測(cè)得信號(hào)按時(shí)序排列、轉(zhuǎn)換為被檢客體的二維的背散射數(shù)字圖像，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢客體的γ背散射無(wú)損檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述射線源為60Co、137Cs、192Ir或241Amγ放射性同位素。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的γ射線束周期性地掃描客體的方法是依靠由所說(shuō)的屏蔽容器中具有同固定不動(dòng)的內(nèi)層屏蔽容器上扇形狹縫相垂直的狹縫狀孔的外層屏蔽環(huán)圍繞內(nèi)層屏蔽容器旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)而產(chǎn)生“筆形”γ射線束并實(shí)現(xiàn)周期性地掃描客體。
4.一種γ背散射成像無(wú)損檢測(cè)裝置，包括輻射防護(hù)屏蔽裝置及設(shè)置在其內(nèi)的γ射線源，探測(cè)器與信號(hào)采集與處理單元，其特征在于，所說(shuō)的γ射線源及其輻射防護(hù)屏蔽裝置、探測(cè)器均置于被檢客體的同一側(cè)的設(shè)備箱內(nèi)，所說(shuō)的探測(cè)器為由一個(gè)或多個(gè)器件組成背散射探測(cè)器。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所說(shuō)的γ射線源及其輻射防護(hù)屏蔽裝置為由一個(gè)復(fù)合型屏蔽罐構(gòu)成的筆形射線束發(fā)生器，它包括一固定不動(dòng)的內(nèi)層射線源屏蔽容器，其上開(kāi)有一個(gè)扇形狹縫，一個(gè)能圍繞內(nèi)層容器不斷旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的外層屏蔽環(huán)，其上開(kāi)出一個(gè)或多個(gè)方向與從內(nèi)層容器射出的片狀射線束面相垂直的窄縫狀孔。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所說(shuō)的內(nèi)層屏蔽容器上的狹縫的寬度應(yīng)與射線源的尺寸相同或略小，所說(shuō)的外曾屏蔽環(huán)上的狹縫寬度大于、等于內(nèi)層屏蔽容器狹縫的寬度。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在所說(shuō)的筆形射線束發(fā)生器的內(nèi)層屏蔽容器與外層屏蔽環(huán)之間填充包覆有用以防止漏射線的屏蔽體。
8.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所說(shuō)的背散射探測(cè)器是充氣電離室、正比計(jì)數(shù)器、G-M計(jì)數(shù)器、閃爍探測(cè)器或半導(dǎo)體探測(cè)器之一種。
9.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所說(shuō)的設(shè)備箱與被檢客體通過(guò)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求4或9所述的裝置，其特征在于，所說(shuō)的設(shè)備箱設(shè)有提升機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明屬于核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,該方法是將檢測(cè)單元設(shè)置在被檢客體的同一側(cè);由射線源射出的γ射線束周期性地掃描客體;由探測(cè)器同步測(cè)量客體被γ射線束照射時(shí)各部位產(chǎn)生的背散射,并將測(cè)得信號(hào)按時(shí)序排列、轉(zhuǎn)換為被檢客體的二維的背散射數(shù)字圖像;該裝置包括輻射防護(hù)屏蔽裝置及設(shè)置在其內(nèi)的γ射線源、探測(cè)器與信號(hào)采集與處理單元,γ射線源及其輻射防護(hù)屏蔽裝置、探測(cè)器為由一個(gè)或多個(gè)器件組成背散射探測(cè)器。本發(fā)明具有使被檢客體內(nèi)有機(jī)物的影像自動(dòng)“加亮”的功能,且體積小,并解決了空間分辨率與探測(cè)器靈敏度的矛盾。
文檔編號(hào)G01N23/20GK1332372SQ01120599
公開(kāi)日2002年1月23日 申請(qǐng)日期2001年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月26日
發(fā)明者安繼剛, 王立強(qiáng), 劉以思, 向新程, 鄔海峰, 劉金匯, 周立業(yè), 吳志芳, 劉錫明, 談春明, 張玉愛(ài) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)