辐射源和辐射检查系统技术方案

提供一种辐射源，所述辐射源包括反射式加速器，所述反射式加速器包括靶，所述反射式加速器被构造为：响应于电子束轰击所述靶，发出X射线束，在所述反射式加速器中，所述电子束沿第一方向入射到所述靶上，所述X射线束沿第二方向自所述靶发出，所述第一方向和所述第二方向均位于所述靶的同一侧，所述第一方向和所述第二方向之间存在第一设定夹角，所述第一设定夹角在20

【技术实现步骤摘要】
辐射源和辐射检查系统


[0001]本公开的实施例涉及电子加速器与安全检查领域，特别是涉及一种基于反射式加速器的辐射源，进行安全检查的辐射检查系统。

技术介绍

[0002]各种运输工具(例如厢式货车或集装箱卡车等)具有机动性高、货物隐蔽性强等特点，成为安全检查排爆工作的重点对象之一。随着对安全检查系统穿透能力和重金属识别能力成像指标要求的提升，加速器逐渐成为检查系统的主流辐射源核心器件。辐射源和辐射检查系统等安全检查装置作为对待检查对象进行安全检查的关键技术性产品，能清楚、准确、有效的辨别车厢或集装箱内部物品，从而能够提高安全检查效率并保障公共安全，已经开始应用于大型物流运输场所、重要卡口、机场、活动场馆、车站和码头等公共场所。
[0003]然而目前的辐射源和辐射检查系统难以同时满足高标准的穿透力、丝分辨力、以及物质类别识别能力等技术指标。

技术实现思路

[0004]本公开的实施例可以解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0005]根据本公开的一个方面的实施例，提供一种辐射源，其特征在于，辐射源包括反射式加速器，反射式加速器包括靶，反射式加速器被构造为：响应于电子束轰击靶，发出X射线束，在反射式加速器中，电子束沿第一方向入射到靶上，X射线束沿第二方向自靶发出，第一方向和第二方向均位于靶的同一侧，第一方向和第二方向之间存在第一设定夹角，第一设定夹角在20
°
～160
°
之间。
[0006]根据本公开的一种实施例，反射式加速器还包括电子枪，加速装置。电子枪用于发出具有第一设定电子能量的电子束；加速装置用于加速具有第一设定电子能量的电子束，其中，电子枪发出的电子束经加速装置加速后沿第一方向入射到靶上，第一方向与靶平面的法线方向之间存在第二设定夹角，第二设定夹角在10
°
～80
°
之间。
[0007]根据本公开的一种实施例，第二方向与靶平面的法线方向之间存在第三设定夹角，第三设定夹角与第二设定夹角之和为第一设定夹角。
[0008]根据本公开的一种实施例，反射式加速器发出的X射线束具有连续能谱，X射线束包括具有第一能量的第一X射线束和具有第二能量的第二X射线束，第一能量的能量范围为0～200keV，第二能量的能量范围为大于200keV，在反射式加速器发出的X射线束中，第一X射线束所占的比例大于第二X射线束所占的比例。
[0009]根据本公开的一种实施例，加速装置包括加速管和与加速管连接的微波装置，加速管用于在微波装置发出的微波的作用下将具有第一设定电子能量的电子束加速到具有第二设定电子能量的电子束。
[0010]根据本公开的一种实施例，第一设定电子能量的能量范围为10keV至100keV；和/或，第二设定电子能量的能量范围为500keV至9MeV。
[0011]根据本公开的一种实施例，靶的材料包括原子序数位于47与92之间的高原子序数材料，靶沿靶平面的法线方向的厚度为0.3～100毫米。
[0012]根据本公开的一种实施例，靶的材料选自钨、钽、铼、金或银中的至少一种。
[0013]根据本公开的一种实施例，靶的材料包括原子序数位于10与46之间的中等原子序数材料，靶沿靶平面的法线方向的厚度为1～200毫米。
[0014]根据本公开的一种实施例，靶的材料选自铜、不锈钢或铝中的至少一种。
[0015]根据本公开的一种实施例，反射式加速器还包括靶腔和真空密封窗，真空密封窗设置于X射线束的射出路径上，用于保持靶腔真空环境并引出X射线束。
[0016]根据本公开的一种实施例，真空密封窗的制备材料选自铍、石墨或铝中的至少一种，真空密封窗的厚度为0.5～6毫米；或者，真空密封窗的制备材料选自不锈钢或铜中的至少一种，真空密封窗的厚度为0.3～2毫米。
[0017]根据本公开的一种实施例，辐射源还包括屏蔽结构，屏蔽结构包围反射式加速器；屏蔽结构在对应真空密封窗的位置处开设有出射口，出射口被构造成用于引出X射线束作用于待检查对象，其中，X射线束的束流面为扇形或者圆锥形。
[0018]根据本公开的一种实施例，靶为材料选自钨、钽、铼、金、银、不锈钢或铝中至少一种而形成的多层靶；或者，靶为材料选自钨、钽、铼、金、银、不锈钢或铝中至少两种而形成的合金靶。
[0019]根据本公开的一种实施例，真空密封窗为材料选自铍、石墨、铝、铁或铜中至少两种而形成的多层密封窗。
[0020]根据本公开的另一个方面的实施例，提供一种辐射检查系统，其特征在于，包括：检查通道，如以上所述的辐射源，以及探测器。待检查对象适于设置于检查通道中；探测器用于探测从辐射源发出且与待检查对象相互作用后的X射线束的至少一部分，其中，待检查对象为车辆，在辐射检查过程中，车辆沿行进方向在检查通道中移动；辐射源设置于检查通道的顶侧，探测器设置于检查通道的底侧、第一侧或第二侧中的至少一侧，第一侧和第二侧为检查通道的相对侧。
[0021]根据本公开的一种实施例，辐射检查系统还包括准直器，准直器设置于辐射源与待检查对象之间，用于将X射线束约束为扇形束流。
附图说明
[0022]图1示意性示出了根据本公开实施例的辐射源的结构框图；
[0023]图2示意性示出了根据本公开实施例的靶的工作原理图；
[0024]图3a示意性示出了根据本公开实施例的第一设定夹角为90
°
时1.5MeV透射式加速器和反射式加速器的能谱对比图；
[0025]图3b示意性示出了根据本公开实施例的反射式加速器不同的第一设定夹角情况下1.5MeV反射式加速器的能谱对比图；
[0026]图4示意性示出了根据本公开实施例的辐射检查系统的立体图；
[0027]图5示意性示出了根据本公开实施例的辐射检查系统的俯视图；
[0028]图6示意性示出了根据本公开实施例的辐射检查系统的正面视图；
[0029]图7示意性示出了根据本公开实施例的辐射检查系统的组成框图；
[0030]图8示意性示出了根据本公开实施例的辐射检查系统空气丝分辨指标和穿透力指标图；
[0031]图9示意性示出了根据本公开实施例的质量厚度区间2～30g/cm2四种物质类别(有机物、无机物、混合物、重金属)的识别图；
[0032]图10示意性示出了根据本公开实施例的辐射检查方法的流程图；以及
[0033]图11示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的方框图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辐射源，其特征在于，所述辐射源包括反射式加速器，所述反射式加速器包括靶，所述反射式加速器被构造为：响应于电子束轰击所述靶，发出X射线束，在所述反射式加速器中，所述电子束沿第一方向入射到所述靶上，所述X射线束沿第二方向自所述靶发出，所述第一方向和所述第二方向均位于所述靶的同一侧，所述第一方向和所述第二方向之间存在第一设定夹角，所述第一设定夹角在20
°
～160
°
之间。2.根据权利要求1所述的辐射源，其中，所述反射式加速器还包括：电子枪，所述电子枪用于发出具有第一设定电子能量的电子束；以及加速装置，所述加速装置用于加速所述具有第一设定电子能量的电子束，其中，所述电子枪发出的电子束经所述加速装置加速后沿第一方向入射到所述靶上，所述第一方向与靶平面的法线方向之间存在第二设定夹角，所述第二设定夹角在10
°
～80
°
之间。3.根据权利要求2所述的辐射源，其中，所述第二方向与靶平面的法线方向之间存在第三设定夹角，所述第三设定夹角与所述第二设定夹角之和为所述第一设定夹角。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的辐射源，其中，所述反射式加速器发出的所述X射线束具有连续能谱，所述X射线束包括具有第一能量的第一X射线束和具有第二能量的第二X射线束，所述第一能量的能量范围为0～200keV，所述第二能量的能量范围为大于200keV，在所述反射式加速器发出的所述X射线束中，所述第一X射线束所占的比例大于所述第二X射线束所占的比例。5.根据权利要求2所述的辐射源，其中，所述加速装置包括加速管和与所述加速管连接的微波装置，所述加速管用于在微波装置发出的微波的作用下将具有第一设定电子能量的电子束加速到具有第二设定电子能量的电子束。6.根据权利要求5所述的辐射源，其中，所述第一设定电子能量的能量范围为10keV至100keV；和/或，所述第二设定电子能量的能量范围为500keV至9MeV。7.根据权利要求1
‑
3和5
‑
6中任一项所述的辐射源，其中，所述靶的材料包括原子序数位于47与92之间的高原子序数材料，所述靶沿靶平面的法线方向的厚度为0.3～100毫米。8.根据权利要求7所述的辐射源，其中，所述靶的材料选自钨、钽、铼、金或银中的至少一种。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹伟，朱国平，张一鸣，阮明，邓艳丽，刘耀红，印炜，苗齐田，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：