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X射线康普顿散射成像技术的研究与应用
2012/4/17 14:41:00   中国安防行业网   崔玉华   关键字:X射线,康普顿散射成像原理      浏览量:
本文结合X射线安全检查设备应用的现实情况,阐述了X射线康普顿散射成像原理和特点,并就相关成像设备的应用领域进行了介绍和分析。

    三、X射线背散射成像设备的应用

    X射线点扫描散射成像设备于80年代后期开始用于机场的安全检查,当时的设备只能显示被检物品的单能透射和背散射图像,单能图像适合显示密度较大的物品,如金属物品、刀、枪等,背散射图像突出显示了由低原子序数元素组成的物质。由于塑料手枪、陶瓷刀具的出现,单能设备不能满足安全检查的需要,双能量X射线检查设备具有结构简单、能区分物质的种类等特点,很快取代了只有单能透射与背散射的点扫描设备。目前这种设备仍然在美国的一些博物馆、旅游点、图书馆以及重要机构使用。近年来,具有散射探测功能的X射线检查设备开始在国内使用,主要用于邮件、行包、车辆、货物隐藏爆炸物和毒品的探测。

    (一)移动安全检查

    由于背散射X射线检查设备具有结构紧凑、操作简便、检查剂量和射线泄露剂量率低、可对固定或移动的被检物实施隐蔽检查等诸多优点,已在安全检查和缉毒部门使用。设备一般安装在改装车辆的设备舱内,设备只需沿着停放的被检车辆匀速移动,就能完成对被检物的扫描检查。在2008年奥运会期间,公安部第一研究所研制的小型X射线背散射检查车在大同的安保工作中发挥了重大作用。快速搜索检查运动场馆、宾馆周围的车辆,以及对运动场馆周围树丛隐藏人员进行搜索检查,取得了很好效果。由于这种移动式的背散射X射线检查车可以用于对车辆、货物以及走私人员的隐蔽检查,已受到缉毒、防爆等多个部门的关注。对大型集装箱车辆的检查,需要用高能量的X射线或伽玛射线穿透被检车辆,检查设备通常采用线扫描成像技术,设备的检查剂量大,需要建立专用的防护设施或是划定很大范围的控制区,这会给使用现场带来很多麻烦。而采用点扫描成像技术的背散射X射线检查设备可在没有任何特殊防护设施情况下实施对被检车辆的扫描检查。如果射线不能有效穿透被检车辆时,可对被检物实施双侧扫描检查,通过得到2个侧面的散射图像来看清楚一定深度内的物质,或是使用3套背散射设备,在3个方位上对车辆检查,得到被检车辆双侧面和顶部图像,同时,背散射设备对探测车辆的夹层、伪装处特别有效,极容易发现车辆的伪装夹层以及不同种类的货物,在不用打开货柜箱或去掉苫布的情况下,清楚得知内部装载情况,确认货物和货单的一致性。

    (二)人体检查

    X射线背散射人体检查设备主要是探测人体所携带的武器、爆炸物以及违禁品等。由于2009年圣诞节期间裤裆炸弹未遂恐怖事件的发生,美国交通安全管理局(TSA)在事件后立即安装了150台背散射人体检查设备,并计划在美国的78个机场,部署X射线背散射以及毫米波人体检查设备共计486台,2010年要安装约450台设备在美国各主要机场,并在多个机场实施全面人体检查。去年在巴基斯坦、印度、伊拉克等国发生的多起恐怖事件,都是恐怖分子用人体炸弹实施的恐怖破坏活动。为此,各国政府都在采取更严格的安全检查措施,据悉国内机场也在考虑人体检查的有关事宜,公安部第一研究所研制的背散射人体检查设备以及透射式人体检查设备已开始在首都机场试用。

    人体背散射成像设备是利用低能X射线束扫描人体的2面,形成2维图像。

    由于采用了点扫描成像原理,单次检查剂量很低,小于0.4μSv,典型值可为0.1μSv,符合国际健康与安全标准的规定,如IEC62463-2010、美国标准ANSIN42.47、ANSIN40.17、国标GBZ130-2002等有关标准。设备的一次检查剂量相当于乘坐2分钟飞机所接受的辐射,相当于一次医疗透视所接受剂量的千分之一,人在地球上一天所接受的自然辐射剂量的二百分之一。但专家们仍建议,怀孕的妇女和儿童不要接受此种X射线检查。

    为了保护受检者的隐私,美国交通安全管理局(TSA)要求设备使用特殊算法处理整个人体图像,并采用远程网络通讯或网络传输方式完成检查。远端的显示器显示被检人员的图像,但远端的图像分析人员看不到被检者,能看到被检者的值机人员只能看到经过处理的人体轮廓图像。而这些图像不被存储、打印或传输,分析人员也不允许携带照相机,手机或能照相的设备进入工作室,每一个分析后的图像都会自动删除。由于背散射X射线图像质量优于毫米波图像,所以说背散射X射线人体检查设备是目前人体携带危险品探测的理想设备。目前使用的此种设备主要是由AS&E公司生产的SmartCheck,RAPASICAN公司生产的Security1000,一所设备正在试用阶段。

    (三)绿色通道车辆检查

    随着国家建立高速公路鲜活农副产品绿色通道政策的实施,各地政府配套了相应的减免费用政策,对运输鲜活农产品的车辆实行免收高速公路费用。然而,在政策的执行过程中,确有一些不法分子利用政策偷逃国家的税费,使高速公路运营部门受到很大的经济损失。据不完全统计,仅广东省一年,借绿色通道偷逃高速公路税费就高达13亿元,现在京津塘高速公路每天通过的鲜活农产品运输车辆大约有500多辆,每月有1.7万辆左右,现仅靠人工检查,每月查出的不属于鲜活农产品运输免费规定的车辆大约有500辆左右,加强对绿色通道运输车辆的检查是非常必要的。

    经实验,X射线背散射检查设备是一种绿色通道的快捷检查设备,可以自动检查通过绿色通道的车辆,确认货物和申报单的一致性,解决高速公路运营者面临的实际问题,减小国家高速公路收费的损失。高科技的使用大大减轻了工作人员的工作强度,不再需要打开车辆逐一检查,只需在控制室观察图像,对比申报货单,就能决定放行还是不放行。

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