辐射透视车辆检查PPT

低危险源
基本不会对人造成永久性损伤，
长时间近距离接触 可恢复的 临时性损伤
Ⅴ类 --- 极低危险源 不会对人造成永久性损伤
绿通车辆检查系统----选择 Ⅳ类钴源 --钴源 的放射性活度 --0.8 居里
低危险源，
辐射防护措施
2.设计源屏蔽容器的依据
（1） 国家 标准 ： GB 18871-2002 剂量限值 ： 职业照射，年有效剂量 20 mSv 公众照射，年有效剂量 1 mSv （2） 原子能院规定： 剂量限值 ： 职业照射，年有效剂量 5 mSv 公众照射，年有效剂量 0.1 mSv （3） 国家标准：GBZ 143 – 2015 表1.辐射源箱外的漏射线周围剂量当量率控制值 单位为毫希每小时 检查系统类型
固定式 移动式 绿通检查
2. 个人剂量与 国家标准剂量限值的比较 • GB 18871-2002：职业照射，年有效剂量 20 mSv • 公众照射，年有效剂量 1 mSv • • 我们绿通系统：职业照射，年有效剂量 3 mSv • 公众照射，年有效剂量 0.1 mSv • 操作人员 工作环境： 自然本底 • 卡车司机：车头避让，不受照射 • 相邻车道：自然本底
加速器的安全性不好
1. 加速器X射线能量高： 9MeV，6MeV，4MeV 是钴-60γ射线能量 的7倍，4.5倍，3倍. 能量越高， 穿透力越强，屏蔽越困难, 对人的伤害也越大 2. 加速器X射线强度大： 比钴源γ射线强度大几百倍。距钴源 1米剂量：处 5.9cGy/min 距加速器（9Mev）靶1m处 辐射剂量率：2000- 4000 cGy/min, 人的致死剂量1000 cGy。即在该处停留半分钟 就要死人！ 3. 余温发射或“冷发射”电子
先说加速器 X-射线源，再说钴-60 γ-射线源 然后把两者的优缺点进行对比。
加速器的优缺点
优点：
1. X- 射线能量高 直线加速器 8MeV-10Mev
2. 辐射水平很高 距靶 1米处 20Gy/min - 40Gy/min
3. 关掉电源后就不发射线
缺点：
维修费用很高（每年数百万）； 2. 可靠性差，使用寿命短：加速器中的磁控管、氢闸管、电子枪等核心部件是耗损 件，保 证寿命仅几百小时（英国进口的磁控管 仅200小时）； 3. 安全性不好： X- 射线能量 比 钴源的 γ - 射线能量 高 2 – 7 倍 X- 射线强度 比 钴源的 γ - 射线强度 高 100 倍 数万伏至20万伏高压（60-100KV/cm）,触电即刻身亡
胆囊造影：
胎儿造影： 胸椎造影：
2700
2650 2620
天然本底/日：
吸烟20支/日:
6.48
1.37 – 2.74
钴源绿通车检查 ： 0.1 – 0.15
腹部平片：
950
钴源监狱车检查： 0.1 – 0.15
谢谢大家！
探测器 电 子 线 路 探 测 器
I
绿通车辆 射线源
I0
控制柜
图像显示
走私的缝纫机
两种辐射源的比较
目前用于货物/车辆辐射检查系统的辐射源有两种 加速器 X-射线源 钴-60 γ-射线源 各有优缺点,根据用途、场地条件、技术水平、使用维修、 关注重点、性能价格比、使用寿命等，由用户选择。
固定式 距源箱体外表面5cm 处 1
0.5
距源箱体外表面 1m 处
0.1 0.02
移动式
放射源的屏蔽

钴源： 固体密封源: Ø 4 x 5mm 钴粒，


3
层不锈钢外壳，密封焊接，不会泄漏
屏 蔽 容 器：由钨合金、铅、钢制成球形屏蔽体，Ø 440mm， 密封源盒放在屏蔽容器 中心，用螺栓把进源孔堵死，防止源盒出来。
2010.1
中国第一颗原子弹
中国 第一颗 氢 弹
中 国 第 一 艘 核 潜 艇
7 位两弹一星功勋科学家 61位两院院士 曾在原子能院工作
2010.1
中国第一座先进研究反应堆
中国第一台串列加速器
中国第一座快中子反应堆
出口柬埔寨的集装箱检查系统
钴 – 60 射线源装置
运输/储存容器 工作容器 射线快门 电磁推动器
加速器检测系统占地面积大、建筑成本高
钴－60γ射线本质
•
电磁波， 与紫外线，红外线，可见光，X射线的本质是一 样的，都是电磁辐射，只是波长、（频率）能量各不相同 物质照射后不会产生放射性：钴源伽马射线的能量低于 H,C, O, N
• •
Al， Si,Ca, Fe, Pb 等的光核反应（γ .n）的反应阈值。


屏蔽容器从15米高空落到地面不会被摔裂，用火烧、重锤砸、炸药炸都不能破坏它
钴源发出的 γ 射线 被封闭在屏蔽容器内，只有扫描车辆时打开快门让射线发射出来 射 线 快 门： 钨合金制成，电磁驱动，自动控制开、关，发出或关闭射线 钢 制 源 箱： 罩在源屏蔽容器外面，防盗、防撞、防雨、防尘、安全连锁
。 国际原子能机构（IAEA），世界粮农组织（FAO），世界卫生组织 （WHO）联合研究组的报告称：
1.允许使用钴-60 和铯—137 的伽马射线照射食品；
2.允许使用加速器产生的 ≤5MeV X-射线照射食品 • 退役的废源由厂家回收处理，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ留后患
钴－60源的应用
• • • • • • • • • • 辐照中心： 50万居里 — 100万居里，最大400万 居里 比绿通检查系统的源大 62.5万倍—125万倍 工业应用： 探伤机：100 居里 — 300居里 比绿通检查系统的源大125 -- 375 倍 世界各国在使用， 中国每年100多台 检测仪表 ： 厚度计 密度计 料位计 灰分计 核测井仪： 中子源、伽马源 产品改性 ： 电线、电缆 农业应用： 辐射育种 食品保鲜 医学应用：肿瘤治疗： 钴--60 肿瘤治疗机 6000 – 10000 居里 伽 马 刀： 许多个钴-60源 或 銥—92源 辐射灭菌： 在辐照中心 辐射消毒：在辐照中心 集装箱检查：100居里 — 300居里， 绿通车辆检查：0.8 居里 Ⅳ类钴源，低危险源， 监狱车辆检查：0.8 居里 Ⅳ类钴源，低危险源
我们达到的屏蔽效果
1. 屏蔽容器的效果与国家标准限值的比较
系统类型 距源箱表面 5cm 处 1 0.5 0.00035 距源箱表面 100cm 处 0.1 0.02 0.00016 控制室内 剂量率 0.0025 0.0025 0.00014
单位 mSv/h
公众可到处 剂量率 0.0025 0.0025 0.00035 公众照射年 有效剂量 1 1 0.1 职业照射年 有效剂量 20 20 3
只关电子枪灯丝电源，不 关高压电源。 灯丝的余温发射电子 也会有X－射线
输出， 若人进入必将 受照射。 4. 5Mev以上x射线不应用于照射食品。 世界卫生组织（WHO）和国际原子能机构（IAEA）规定：照射食品的电离辐射 光子能量不得超过5MeV，否则可能引发感生放射性 。6 ~10 Mev 加速器x射线不 应用于照射集装箱内食品。
X-射线机 头正面
X- 射线机头侧面
X-射线机头左前方
水冷控制柜
水冷系统 储水槽热交货期 水泵 温度控制器
加速器调制柜
功率分配器 调制器 信号电子学 供电电源
电子直线加速器控制系统
加速器的寿命短

损耗件寿命： 磁控管、氢闸管、电子枪等核心部件 ， 保障寿命仅 几 百小时 磁控管寿命: 200多小时 , 在检查一万辆车后，磁控管的保障寿命就到期了。
Length of Radiation Area: 6m Radiation Area: 30m2 Radiation level: low
Co-60 SCAN STATION
A Comparison between Accelerator Scanner Station and Co-60 Scanner Station
射线源的选择
1. 选择源的依据
⑴ 满足辐射透视成像要求，源强尽可能低 ⑵ 环保部对放射源的分类：
Ⅰ类 --- 极高危险源 无防护时，接触几分钟到1小时，可致人死亡
Ⅱ类 --Ⅲ类 --高危险源 危险源 无防护时，接触 几小时到 几天，可致人死亡 无防护时，几小时 永久性损伤，几天至几周也可致人死亡
Ⅳ类 ---
与医疗检查受照射剂量比较 （单位 μSv）
上消化道造影：13,000 血管造影： C T ： 12000 8600 骨盆和腹部 : 胸部透视： 胸部 摄影 ： 830 580 140
下胃肠道检查： 6400 上胃肠道检查： 3700 尿路检查： 3700
加速器车辆 检查： 50 – 100 钴源集装箱检查： 乘飞机/小时： 5 5.7
Concrete Wall Brick Wall Steel Door Radiation Area Length of Radiation Area: 45m Radiation Area: ~300m2 Radiation level: High
ACCELERATOR SCAN STATION
1. 设备庞大、结构复杂、多种高技术产品、数千个零部件集合而成，运行维护困难，
灯丝的余温发射X- 射线误伤人员（检测间隙只关灯丝不管高压）
加速器是强微波辐射源，平均功率数千瓦，脉冲功率 数兆瓦，损伤人体、环境 4. 所需场地面积大，环境条件苛刻，温度、湿度、震动、高质量大功率电源
加速器设备庞大，结构复杂
涉及的学科: 高真空、高电压、强微波、强磁场、大功率电源、 精密机械制造,、 计算机控制 加速器构成:（a）X射线机头 （d）热交换器 （b) 调制柜 （e）控制台 (c) 真空系统 （f）软管及电缆
X射线 机头： 电子枪、 微波发生器、激光器、脉冲变压器、X射线靶、 束流定中心组件、 磁控管、速调管、准直管、电源柜、 盘荷波导 、真空泵, 、冷却系统 调制柜 包含： 线型调制器、电源、电源分配器、信号电子学
钨酸镉阵列探测器
60模块（16探测器/模 块, 电子线路板）图像 采集板、 探测器电源、 后准直器、射线捕集 器
单车车载移动式集装箱检查系统
2010.1
双车车载移动式集装箱检测系统
扫描系统
控制系统
绿通检查系统 : 沈海高速鲁苏省界收费站
中国专利
中国专利
美国专利
欧洲专利
绿通车辆检查系统原理示意图
辐射透视车辆藏匿逃犯检查系统
中国原子能科学研究院
中国原子能科学研究院
创建于1950年，是中国核科学技术的发祥地，是 核基础科研、国防 核科研和核能开发研究的创新基地 。现有职工3000人，其中高级研究及 工程技术人员 900余名，两院院士4名，博士生导师140名 ，硕士生导 师180余名 。7位两弹一星功勋科学家和60余位两院院士曾在这里工作。 院下设6 个研究所，2个技术部，6个国家级、部委级研究中心或重点 实验室，6个工程项目部， 核工业研究生院等。 国家环保部颁发《辐射安全许可证》（0001号），可生产、使用、销 售Ⅰ类、 Ⅱ类、 Ⅲ类、Ⅳ类、 Ⅴ类放射源。 原子能院为国防建设（原子弹、氢弹、核潜艇的研制），核科学技术、 核工业、核能源、核技术的发展、应用作出了重大贡献。
若每天检查200辆集装箱货车 ，运行两个月后就该换磁控管了。 维护费用很高，360 万 ~ 400万 控制系统要求极高，技术参数必须严格控制： 控制温度变化必须 ≤±3℃， 冷却水中溶解固体含量在 50ppm 以下。 连续工作时间：8 小时 在极端严格苛刻条件下， 加速器也只能连续工作 8小时， 在连续8小时之内设备故障不超过30分钟，可由控制台操作人员排除的故 障不超 4次。
前级真空站： 钛泵系统、真空监控系统
控制台包含： 控制器、仪表、开关、遥控X射线的联锁装置 水泵 控制柜： 闭路冷却系统、换热器、温度控制器、互联电缆 只要一个部件工作不正常 ,就停止发射X射线，甚至发 生危险 加速器必须由专业技术人员运行和维护 。
X- 射线机头: 加速器、微波系统、电子枪、 X- 射线靶