本发明专利技术涉及一种Ｘ或γ辐射成像检测方法与装置，属于核技术应用领域，包括射线源、前准直器、拖动机构，其特征在于：在射线源与被检客体间设置有带格栅形准直器的背散射阵列探测装置及其信号采集与处理系统，该背散射阵列探测装置的各探测器元分别探测来自客体上射线作用区内不同部位的背散射。还包括在被检客体的后面设置透射阵列探测装置及其信号采集与处理系统，以及置于该透射阵列探测装置前的后准直器。本发明专利技术可使其中有机物或其它富含氢元素物质的影像能自动加亮，进一步结合透射辐射成像技术，更有利于获取被检客体的全面信息。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核技术应用领域，特别涉及用于检查集装箱、货车、箱包等客体的内部情况的X或γ背散射与透射成像无损检测技术。
技术介绍
现有的γ辐射成像集装箱检测装置或加速器X辐射成像集装箱检测装置(以后简称“检测装置”)，如中国专利技术专利ZL96102080.6、ZL98101501.8和ZL86108035所示，均采用透射成像模式来检测集装箱等客体。它们能很好满足海关查私的需求，发挥了重要作用。但是，它们还存在着一些不足之处①所获得的只是X、γ辐射的透射影像，而不能获取客体的背散射影像；②不具备使被检客体内有机物的影像自动“加亮”的功能，从而丢失不少重要信息，不利于发现有机类违禁物品。在实际工作中，海关官员们希望在所获得的集装箱数字辐射影像中，有机物的影像能通过“自动加亮”而突出显示出来，从而有助于查出爆炸物、易燃品、走私香烟和毒品等有机类违禁物。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种X或γ辐射成像检测方法与装置，以片状X、γ射线束获取影像的技术为基础，获取集装箱等客体背散射数字影像，使其中有机物或其它富含氢元素物质的影像能自动加亮，进一步结合透射辐射成像技术，更有利于获取被检客体的全面信息。本专利技术提出的一种X或γ辐射成像无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤1)在X、γ成像检测系统的射线源及客体之间设置带格栅形准直器的背散射阵列探测装置，使之只接受和探测来自被检客体的背散射；2)该X或γ射线由前准直器准直为纵向片状射线束；3)该片状射线束射入被检客体处的射线作用区内发出的背散射通过格栅形准直器后射入背散射阵列探测装置的各个探测器元；4)由于格栅形准直器的作用，背散射阵列探测装置的各个探测器元分别对准被检客体上线状射线作用区内的不同部位，一一对应地分别测量这些不同部位所产生的背散射；5)随着客体与片状射线束间的相对平移扫描运动，通过信号采集与处理系统，获得被检客体的背散射数字影像。本专利技术还可进一步包括1)在被检客体的后面设置透射阵列探测装置，使之接受和探测来自被检客体的透散射；2)X或γ射线由前准直器准直为纵向片状射线束后，穿过被检客体、并经过后准直器而射入其后的透射阵列探测装置；3)随着被检客体与片状射线束间的相对平移扫描运动，通过该透射阵列探测装置的信号采集与处理系统获得被检客体的背散射与透射数字影像。所说的射线源可为加速器、X射线机、或60Co、137Cs、192Ir放射性同位素。本专利技术根据上述方法设计的一种X或γ辐射成像无损检测装置，包括射线源、前准直器、拖动机构，其特征在于在射线源与被检客体间设置有带格栅形准直器的背散射阵列探测装置及其信号采集与处理系统，该背散射阵列探测装置的各探测器元分别探测来自客体上射线作用区内不同部位的背散射。本专利技术还可在被检客体的后面设置透射阵列探测装置及其信号采集与处理系统，以及置于该透射阵列探测装置前的后准直器。所说的背散射探测器可以是充气电离室、正比计数器、G-M计数器、闪烁探测器或半导体探测器之一种。所说的格栅形准直器可由一系列基本平行的金属隔板组成，其间距与背散射阵列探测装置的探测器元的灵敏体积高度相匹配，其金属隔板的延长面应包复客体的射线作用区。所说的背散射阵列探测装置可为一组、二组或多组，均置与片状射线束之外，使之只能接受与探测来自客体射线作用区内的背散射。本专利技术利用X、γ射线在客体上产生的背散射的物理特性，可以达到使有机物的影像能“自动加亮”的原理如下由表述康普顿背散射微分截面dσ/dΩ的Klein-Nishina公式可以推导出，背散射的总强度应正比于下述因子QQ=ZA·1(μρ+μρ′)]]>其中，Z与A分别代表客体物质的原子序数与原子量，μρ与μ′ρ分别代表客体物质对入射与背散射光子的质量吸收系数。此关系式清晰地显示出背散射强度与被检客体物质间的相互关系。有机物或其它富含氢元素物质的Z/A值大(纯氢的Z/A＝1-属最大)，因而它们所产生的背散射会更强。此外，由康普顿散射公式可知，背散射光子的能量不高，一般均在200keV左右或更低。在此能区，物质的质量吸收系数μ′ρ也与物质的原子序数密切相关。越是重物质，其μ′ρ越大，而有机物或其它富含氢元素物质的μ′ρ则要小得多。由Q之表达式可见，这一因素也会导致有机物或其它富含氢元素物质的背散射增强。由于这两点原因，在各种客体的背散射影像中，有机物或其它富含氢元素物质的影像会更“亮”一些，即存在着“有机物或其它富含氢元素物质自动加亮(highlight)”的效应。上述“自动加亮”效应为检查出塑性炸药、毒品及走私香烟等有机物类违禁物品提供了很有力的技术支持。附图说明图1是本专利技术的实施例总体结构示意图。图2是本专利技术的实施例总体结构正视图具体实施方式本专利技术的第一个方面的实施例1涉及一种能获取X、γ背散射数字影像的无损检测方法，包括以下步骤1)在X、γ成像检测系统的射线源及客体之间设置带格栅形准直器的背散射阵列探测装置，使之只接受和探测来自被检客体的背散射；2)该X或γ射线由前准直器准直为纵向片状射线束；3)该片状射线束射入被检客体时发出的背散射，通过格栅形准直器后再射入背散射阵列探测装置的各个探测器元；4)由于格栅形准直器的作用，背散射阵列探测装置的各个探测器元分别对准被检客体上射线作用区内的不同部位，一一对应地分别测量这些不同部位所产生的背散射；5)随着客体与片状射线束间的相对平移扫描运动，通过信号采集与处理系统，获得被检客体的背散射数字影像。本专利技术的第一个方面的实施例2涉及一种能同时获取X、γ透射与背散射数字影像的无损检测方法，结合附图详细描述如下。本实施例方法是在实施例1的基础上进一步包括1)在被检客体的后面设置透射阵列探测装置，使之接受和探测来自被检客体的透射线；2)使X或γ射线由前准直器准直为纵向片状射线束后，穿过被检客体、并经过后准直器而射入其后的透射阵列探测装置；3)随着被检客体与片状射线束间的相对平移扫描运动，通过该透射阵列探测装置的信号采集与处理系统获得被检客体的背散射与透射数字影像。这样，检测装置一方面按现有传统方法获得客体的透射影像，另一方面又借助背散射阵列探测装置与相应的信号采集与处理系统而同时获得了客体的背散射数字影像，一并提供给检查人员进行判别。上述实施例1、2的方法中采用的X射线源可为电子加速器或X射线机，而所用的γ辐射源则为60Co、137Cs、192Ir等的高比活度γ放射性同位素辐射源的任一种。上述实施例1、2的方法中的背散射阵列探测装置可采用高压气体阵列电离室、正比室、闪烁体阵列探测装置和半导体或固体阵列探测装置的任一种，但均应有较薄的入射窗，使之能探测能量低于300keV的电磁辐射光子。该阵列探测装置所附带的格栅形准直器由一系列基本平行的金属(可采用铁、铜、铅等)隔板组成。同探测装置相接处，这些隔板的间距与“探测器元”灵敏体积的高度相同或略小。它们的延长面与客体上的射线作用区的相交，将该作用区内的客体物质分划为与“阵列探测装置元”数量相同的许多部分——“物质元”。借助隔板的阻挡作用，上述射线作用区内各“物质元”产生的背散射将被所对应的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｘ或γ辐射成像无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤： １）在Ｘ、γ成像检测系统的射线源及客体之间设置带格栅形准直器的背散射阵列探测装置，使之只接受和探测来自被检客体的背散射； ２）该Ｘ或γ射线由前准直器准直为纵向片状射线束； ３）该片状射线束射入被检客体处的射线作用区内发出的背散射通过格栅形准直器后射入背散射阵列探测装置的各个探测器元； ４）由于格栅形准直器的作用，背散射阵列探测装置的各个探测器元分别对准被检客体上线状射线作用区内的不同部位，一一对应地分别测量这些不同部位所产生的背散射； ５）随着客体与片状射线束间的相对平移扫描运动，通过信号采集与处理系统，获得被检客体的背散射数字影像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：安继刚，向新程，王立强，刘以思，邬海峰，刘金汇，周立业，吴志芳，刘锡明，谈春明，张玉爱，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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