中子探测技术在安全检查中分析与探讨
中子探测器的技术发展与应用
中子探测器的技术发展与应用在现代科学技术的广阔领域中,中子探测器宛如一位默默耕耘的“幕后英雄”,在众多重要的应用场景中发挥着关键作用。
从基础科学研究到工业生产,从医疗诊断到国家安全,中子探测器的身影无处不在。
要理解中子探测器,首先得明白中子的特性。
中子是一种不带电的粒子,这使得它们难以直接被探测。
但科学家们凭借着智慧和不懈的努力,开发出了多种巧妙的技术来捕捉这些“神秘来客”。
早期的中子探测器主要基于核反应原理。
其中,最常见的是使用硼或锂等材料。
当中子与这些材料发生反应时,会产生带电粒子,如α粒子或质子。
这些带电粒子随后可以通过电离室、正比计数器或盖革计数器等装置被探测到。
这种方法虽然简单直接,但在探测效率和分辨率方面存在一定的局限性。
随着技术的不断进步,闪烁体探测器逐渐崭露头角。
闪烁体材料在受到中子撞击时会发出闪光,通过光电倍增管将这些闪光转化为电信号,从而实现对中子的探测。
闪烁体探测器具有较高的探测效率和时间分辨率,在许多领域得到了广泛应用。
例如,在核物理实验中,它们能够帮助科学家精确测量中子的能量和飞行时间。
半导体探测器是另一种重要的中子探测技术。
半导体材料如硅或锗在受到中子照射时会产生电子空穴对,通过外加电场收集这些电荷,就可以得到与中子相关的信号。
半导体探测器具有体积小、能量分辨率高的优点,特别适用于需要高空间分辨率和能量分辨率的应用,如中子谱学研究和材料分析。
近年来,基于微结构技术的中子探测器发展迅速。
例如,微通道板探测器和像素探测器等,它们能够实现对中子的高空间分辨率和高计数率探测。
这些新型探测器在中子成像和同步辐射实验等领域发挥着重要作用,为科学家提供了前所未有的研究手段。
中子探测器在众多领域都有着广泛而重要的应用。
在核能领域,它们用于监测核反应堆中的中子通量和能量分布,确保反应堆的安全运行。
通过对中子的精确探测,可以及时发现异常情况,采取相应的措施,避免核事故的发生。
在材料科学研究中,中子探测器可以帮助科学家了解材料的微观结构和动态过程。
原子能技术在安全检测中的应用
原子能技术在安全检测中的应用随着科技的不断进步和人类社会的发展,原子能技术在各个领域中的应用越来越广泛。
其中,在安全检测领域,原子能技术的运用正发挥着重要的作用。
本文将从原子能技术的原理和方法、在安全检测中的应用实例等角度,对原子能技术在安全检测中的应用进行探讨。
一、原子能技术的原理和方法原子能技术是指应用核反应中所释放出来的能量和射线,来进行研究和应用的一门科学技术。
它主要依靠核反应的产物——放射性物质的性质和特点,来实现对物质的检测、追踪以及安全性评估等目标。
原子能技术的应用主要基于以下几种原理和方法:1. 放射性同位素标记法:通过为被测物质引入放射性同位素,利用同位素的射线特性,可以实现追踪和检测。
例如,通过向一批商品中引入具有特殊放射性同位素的微量物质,可以跟踪该批商品的流向,以确保产品的安全性。
2. 放射性射线探测法:利用原子核放射性衰变放出的射线特性,进行物质检测和辐射测量。
例如,X射线检查仪器常常用于机场和安检场所,能够快速、准确地检测出被隐藏在物品中的禁止品或可疑品。
3. 中子射线扫描技术:中子射线是一种应用较广泛的原子能技术,其特点是可以穿透较厚的材料,并对不同物质产生不同的反应。
通过中子射线的扫描,可以检测出隐藏在物体内部的禁止品或危险品。
二、原子能技术在安全检测中的应用实例1. 核材料安全检测:核材料的合法使用与非法使用,直接关系到国家的安全和人民的生命财产安全。
原子能技术在核材料安全检测中发挥着重要作用。
例如,通过放射性同位素标记法,可以追踪和检测核材料的流向,及时发现和解决潜在的安全威胁。
2. 食品安全检测:食品安全一直备受广大民众的关注,而原子能技术可以帮助实现对食品的安全检测。
例如,在进口食品检验中,通过对食品中的重金属、农药残留等有害物质进行中子射线扫描,可以快速、准确地检测食品产地、品质和安全性。
3. 医疗设备安全检测:医疗设备的安全性直接关系到患者的生命安全。
中子探测器原理
中子探测器原理中子探测器是一种用于检测中子的仪器。
它可以测量中子的数目和能量,从而用于许多应用领域,如核能、医学、材料科学等。
中子是一种无电荷的粒子,因此无法通过电磁场的方法进行检测。
中子探测器的原理是利用中子与物质作用的特性来进行中子的检测。
中子与物质作用主要有以下几种形式:1. 碰撞散射中子与物质中原子核或电子发生碰撞,使其运动方向发生改变,从而产生了散射。
被散射的中子会沿着散射方向继续运动,直到再次与物质相互作用。
2. 吸收中子与物质原子核碰撞后,被吸收进入原子核。
此时中子会释放出能量,使原子核发生变化,产生新粒子。
3. 俘获中子与物质原子核发生碰撞后,被原子核俘获成为一个中子和一个新的粒子。
俘获后的中子被固定在原子核内部,形成一个新的核同位素。
对于中子探测器,主要利用中子与原子核产生碰撞散射和吸收的过程进行中子探测。
根据不同的应用需求,中子探测器可以分为以下几类:1. 显微中子探测器显微中子探测器通常使用硼、锂等元素作为探测器材料。
当中子与硼、锂原子核发生碰撞后,会产生一系列反应,最终产生电子和正离子,从而形成放电电子流,进而测量中子的数目。
显微中子探测器可以测量单个中子,并可以获得中子的高精度测量结果。
2. 漫反射中子探测器漫反射中子探测器通常使用氢等元素作为探测器材料。
当中子与氢原子核碰撞后,被散射到不同方向上。
通过检测反散射中子的位置和方向,可以推断出入射中子的参数,从而获得中子的数目和能量。
3. 闪烁体中子探测器闪烁体中子探测器通常使用氚、硼等元素作为探测器材料。
闪烁体中子探测器的原理是利用中子与探测器材料中的元素产生反应时释放出的能量,激发闪烁体中的分子电子跃迁,形成一系列的光子。
通过检测光子的数量和能量,可以获得中子的数目和能量。
中子探测器的应用范围非常广泛,如核反应堆的监测、医学放射治疗、未爆炸物品探测等。
通过不同类型的中子探测器可以获得中子的不同参数,并在不同领域具有重要的应用价值。
中子探测技术及其在工业和核能领域中的应用
中子探测技术及其在工业和核能领域中的应用中子是一种不带电的粒子,它具有穿透性和敏感性,因此被广泛应用于工业和核能领域。
中子探测技术是一种通过使用中子来测量物质性质的技术。
本文将介绍中子探测技术及其在工业和核能领域中的应用。
中子探测技术的原理中子探测技术利用中子与物质发生反应时所产生的特征来测量物质性质。
中子可以与物质发生三种类型的反应:散射、吸收和放射。
基于这些反应,中子探测技术可以被分为三种类型:散射、吸收和反应。
这些技术在测量物质的质量、组成和结构方面具有广泛的应用。
中子探测技术的应用在工业领域中,中子探测技术用于测量金属材料中的残留应力、腐蚀、松动部分等。
此外,中子探测技术也可应用于石油和煤矿等行业中,用于地质勘探、矿物探测、钻孔采样等。
在核能领域中,中子探测技术被广泛应用于核反应堆监测、核材料鉴定、辐射剂量测量、放射性废物处理等方面。
中子探测技术还能通过中子活化分析技术确定矿石中各种元素的含量,从而帮助研究地球的物理、化学和地质学特性。
中子束使用的影响因素中子束的空间和时间分布是中子探测技术的关键因素。
中子束的能量、来源、生产方式和文教化程度都会影响中子束的能量和强度分布。
因此,在设计和使用中子探测仪器时必须考虑这些因素。
中子探测技术发展的趋势目前,中子探测技术已经取得了重大进展,同时也存在一些挑战。
例如,中子产生率低、测量精度受到干扰等。
因此,团队正在努力开发新的中子探测技术,以克服这些限制并提高测量精度。
一些新技术已经被开发出来,如快中子束技术、中子衍射技术等。
总之,中子探测技术在工业和核能领域中具有广泛的应用前景。
它为工业、环保、能源和安全等方面提供了重要的支持。
中子探测技术也将会在未来的发展中带来更多的可能性和挑战。
中子探测技术在安全检查中分析与探讨
中子探测技术在安全检查中分析与探讨本文简要介绍了爆炸物检测领域的技术手段,并针对目前常规技术手段的缺点和不足,重点介绍了中子无损探测技术在爆炸物检测中的应用情况,从技术原理到系统构成对中子探测设备进行了剖析,指出其相对于其他技术手段的独特优势。
同时,本文也对爆炸物检测领域的技术发展趋势进行了探讨和展望。
一、常见爆炸物探测技术简介在当前恐怖活动日趋严重的形势下,对公共安全领域爆炸物(常规炸药、液体炸药、塑料炸药)的现场快速检测是一项非常重要的工作。
目前,应用于爆炸物现场检测的技术手段主要有:金属探测仪、X射线成像(透射成像、背散射成像、CT)技术、双能X射线成像技术、化学蒸汽\颗粒分析法等[1]。
就金属探测仪而言,是较早采用的一种查缉爆炸物的技术手段,主要采用交变电磁场来探测爆炸物中的金属部件及雷管等发火装置上的金属元器件和电池等从而实现对爆炸物的探测。
由于爆炸物制作工艺和技术水平的提升,现在爆炸物中的金属部件越来越少,液体炸药和塑料炸药的出现,使得单一的金属探测手段已经无法满足日益隐蔽化和多样化的爆炸物探测实战需要。
X射线成像技术可以实现对常见行李箱中不同物品的密度分辨,对箱包夹层毒品藏匿具有显著排查效果,但无法识别物品的元素种类;另外,很多爆炸物密度与常见生活用品接近,因而,只从密度上探测爆炸物会经常发生漏检和虚警现象。
双能X射线虽然可以识别等效原子序数,但不能识别物质种类。
化学蒸汽\颗粒分析法是一种痕量检测技术,通过对可疑物体或人员表面进行擦拭取样后对试样汽化后进行分析,也有可以直接对环境气体进行取样分析的。
离子迁移谱技术和基于气敏传感器的电子鼻技术是在现场快速检测场景下被广泛使用的痕量物质检测技术。
它们的优点在于检测灵敏度高,对微粒的检测精度可以达到纳克级别,对气体的检测精度达到ppm甚至ppb级别,检测时间短,一般在十秒左右,因而这两种技术适用于现场检测。
上海世博会采用了52台公安部第三研究所研制生产的爆炸物离子迁移谱探测器,有利保障了世博的安全召开。
中子及其探测论述
2) (,n)型中子源。 利用(,n)反应获得中子。 9 8 Be Be n,阈能: 1.67MeV 2 1 H H n,阈能: 2.223MeV
常用24Na的2.74MeV的γ射线。 24Na-9Be: 中子能量:0.97MeV 半衰期:15小时
主要反应:
2 3
H(d,n) He H(d,n) He
4
3
Q 3.269MeV En 2.5MeV Q 17.59MeV
En 14MeV
中子发生器
(D,D),(D,T)反应
(D,D)反应比(D,T)反应的截面小约2个 量级。 一般常用的是(D,T)中子发生器。
产额多在108n/s。
0.1
1
10
Neutron Energy(MeV)
1/v规律,即随中子能量增加,反应截面减 小,因此核反应法适用于慢中子的测量,尤其 是热中子的测量。
反应均为放能反应,反应能Q在生成核与出 射粒子之间分配。由于反应能Q比较大,又主要 用于慢中子探测,即:
Q Tn
故出射粒子能量难以反映慢中子的能量,因此, 核反应法常用于中子注量率的测量。这时,Q大 易于甄别去除本底信号。 探测介质中含有上述核素的气体探测器、闪 烁探测器,或上述材料作为外辐射体的半导体探 测器均可用核反应法进行中子探测。
0 255000b
反应产物不是重带电粒子,而是γ射线和内转换电子
157Gd吸收一个中子,会放出87.3±2.5%个内转换电子(29- 181keV)
反应截面很大;很薄即可实现高探测效率
20μm厚(Gd2O3)即可实现30%,而同等厚度的6Li或10B仅为1%、 3~4%
中子探测器的研究现状与发展趋势
科学技术创新2019.34的特点。
在这一时间段内,浦口区和江宁区进入经济迅速发展的阶段,相应的高档酒店的数量也随之增加,这也使得标准离差椭圆的发展主轴由于来自其偏东方向的江宁区和偏西方向的浦口区的拖拽作用而发生了偏移,这也体现了南京经济发展和城市建设的先后顺序和发展特点。
05年以来,通过标准离差椭圆的偏转角度可以看出,酒店的扩张方向再次发生偏移,平均在170度左右,又回到了近似于南———北走向。
与此同时,标准离差椭圆的面积不断扩大,长轴与短轴的长度也在不断增加,这说明酒店数量在不同方向上均有扩张,但主要的扩张方向又变成了近似于南———北走向。
在这一时期,栖霞区由于大学城的带动而迅速崛起,位于南京南北方向的六合区、高淳区、溧水区也有了相应的发展,在多重因素的综合作用下,使得酒店的扩张规模不断增大,扩张方向沿着南北方向逐渐稳定下来。
b.从扩张时间来看以新街口为中心,将南京划分为四个象限综合分析南京高档酒店的时空分异规律。
如图6所示,横轴代表年份,纵轴代表新增酒店距离南京经济中心的直线距离,其中直线距离是通过ArcGIS 中的测距工具获得。
通过读图,可以发现四个象限在时间和扩张距离上存在某些重要特征。
首先,随着时间推移,距离市中心距离较远的酒店纷纷出现,且数量越来越多,酒店从集中分布逐渐走向分散,但总体上来讲还是以经济中心为核心,呈现出一种组团式的分布特征;其次,第一象限是四个象限中起步最早的,而第三象限发展起步最晚,说明新街口东北方向首先进行了发展,而其西南方向的区域在改革开放后很长一段时间内都没有充分的进行发展;最后,在12年到19年这段时间,酒店数量经历了爆发式的增长,并且新增酒店距离新接口的距离幅也大幅展宽,这与南京近些年来经济、政治、社会、文教等各个领域的发展是有密切联系的。
4结论与讨论本文采用定量手段,以城市高档酒店这一典型因子来研究城市空间结构的时间演化特征,通过还原部分城市建设的历史,来把握城市建设的特点,并以此对城市发展做出相应的预测。
核物理在探测技术中的应用与发展研究与探讨
核物理在探测技术中的应用与发展研究与探讨在当今科技飞速发展的时代,核物理作为一门重要的学科,已经在众多领域展现出了其独特的价值和作用,尤其是在探测技术方面。
核物理的应用不仅极大地推动了科学研究的进步,还为人类的生产生活带来了诸多便利。
核物理在探测技术中的应用范围十分广泛。
在医学领域,放射性同位素的应用就是一个典型的例子。
例如,正电子发射断层扫描(PET)技术利用了正电子放射性核素标记的化合物,这些化合物在人体内参与代谢过程,通过探测正电子与电子湮灭产生的γ光子,可以获取人体内部器官和组织的功能信息,从而帮助医生诊断肿瘤、神经系统疾病等。
又如,放射性治疗也是核物理在医学中的重要应用,通过使用放射性同位素产生的射线来杀死癌细胞,达到治疗癌症的目的。
在地质勘探领域,核物理技术同样发挥着重要作用。
比如,通过测量岩石中天然放射性元素的含量和分布,可以推断地质结构和矿产资源的分布情况。
其中,γ射线测井技术就是常用的方法之一。
这种技术利用γ射线探测器测量地层中自然放射性核素发出的γ射线强度,从而了解地层的岩性、孔隙度等信息,为石油、天然气等资源的勘探和开采提供重要依据。
在工业领域,核物理探测技术在无损检测方面有着出色的表现。
利用X射线、γ射线等对金属材料、焊接部位等进行探伤,可以检测出材料内部的缺陷和瑕疵,保证产品的质量和安全性。
此外,核物理技术还可以用于材料的厚度测量、成分分析等。
在环境监测方面,核物理技术能够对大气、土壤、水体中的污染物进行检测和分析。
例如,利用中子活化分析技术可以检测出环境样品中微量的重金属元素和其他污染物,为环境保护和治理提供科学依据。
随着科技的不断进步,核物理在探测技术中的发展也呈现出一些新的趋势和特点。
一方面,探测技术的灵敏度和分辨率不断提高。
新的探测器材料和设计的出现,使得我们能够探测到更微弱的核信号,从而获取更精确的信息。
例如,新型半导体探测器的发展,大大提高了能量分辨率和探测效率。
中子探测技术
氢反冲法
氢反冲法是利用中子和含氢物质中的氢原子发生碰撞, 反冲出来的氢核能量与入射中子存在以下关系:
Ep = Ecos2ϕ 测量了反冲质子能量,就能推算出中子能量 1 微分测量法 2 积分测量法
6Li和3He谱仪
利用中子和6Li或3He发生核反应,记录反应产物的能量从 而计算出中子能量
6LiI Eu 闪烁体和6LiF夹心式半导体探测器使用较多,闪 烁谱仪分辨较差只能测量MeV能区的中子,而半导体探测器可 以测量较高通量的中子,并且分辨率较好
1、气体探测器: 1 3氟化硼正比计数管 2 硼电离室和裂变室
2、闪烁探测器 1 硫化锌快中子屏 2 硫化锌慢中子屏 3 锂玻璃闪烁体 4 有机闪烁体
3、半导体探测器 4、其它中子探测器
1 “自给能”探测器 2 固体径迹探测器
第3节 中子能谱的测量
对于热中子和快中子,能谱测量方法差异很大 快中子的 能谱测量有4种方法:氢反冲法、核反应法、飞行时间法和 阈探测器法 热中子能谱测量主要是飞行时间法和晶体衍射法
核裂变法
中子与重核作用可以产生核裂变 裂变法就是通过记录 重核裂变碎片来探测中子的方法 对于热中子、慢中子,1般 选235U、239Pu、233U做裂变材料 裂变时放出的能量很大 大 约200 MeV ,入射中子能量远小于这个数值 所以本法不能用 来测定中子能量,只能测定中子通量
由于Q值很大,所以γ本底的影响很小,故可以在强γ本底 下测量中子 中子能量大于某个值 阈值 时,才能产生裂变 核 素不同,则阈值也不同 因此,可以用1系列阈值不同的核素来 判定中子的能量范围
热中子:En=0.0253 eV 与周围分子处于热平衡 冷中子:En<0.0253 eV
核反应法
中子探测器的研究现状及其趋势探析
中子探测器的研究现状及其趋势探析发布时间:2021-06-03T09:30:36.133Z 来源:《基层建设》2021年第2期作者:刘素志[导读] 摘要:近些年,世界各国都加强了对中子探测器的研究。
与核反应堆中子源装置相比,加速器中子源装置由于具备更高的安全性、结构更加简单、建造与维护成本较低,因此其更适合运用在有限的场所中。
中核控制系统工程有限公司 100176摘要:近些年,世界各国都加强了对中子探测器的研究。
与核反应堆中子源装置相比,加速器中子源装置由于具备更高的安全性、结构更加简单、建造与维护成本较低,因此其更适合运用在有限的场所中。
但是需要注意的是,加速器中子源装置难以提供足够通量的中子,且出射的中子束的方向性及准直性也不如核反应堆中子源,所以还需要进一步研究。
下文对此展开了分析。
关键词:中子探测器;BNCT;趋势1 中子的性质中子作为一个自旋为1/2 的费米子,呈现电中性且有微小的磁矩。
然而处于原子核外的自由中子并不能稳定存在,会发生β-衰变变成一个质子、一个电子以及一个电子反中微子,半衰期约为10.6 分钟。
故而无法长期地储存自由中子,中子需要由中子源来产生供应。
常见的中子源有三种:(1)放射性同位素中子源。
它既可以通过某些轻元素(如:铍(Be)、硼(B)、氟(F)等元素)与放射性核素衰变发射的α 粒子或高能γ 射线发生(α,n)或(γ,n)反应来产生中子;也能通过超铀元素自发裂变来产生中子,常用元素如:252Cf。
这种类型的中子源的优点在于其制作和应用都比较便捷,且体积小。
(2)加速器中子源。
经过加速器加速后的带电粒子轰击靶核,发生核反应从而产生中子。
此类型的中子源的优点在于其能在很宽的能量区间内生成单能中子,如:基于2H(d,n)3He 反应的加速器中子源可以获得能量为2.5 MeV 的单能中子,基于3H(d,n)4He 反应的加速器中子源可以获得能量为14 MeV 的单能中子。
中子探测器的设计与应用研究
中子探测器的设计与应用研究在现代科学技术的众多领域中,中子探测器扮演着至关重要的角色。
从基础科学研究到工业应用,从医疗诊断到国家安全,中子探测器的身影无处不在。
本文将深入探讨中子探测器的设计原理以及其广泛的应用领域。
中子是一种不带电的粒子,具有很强的穿透能力,这使得对其进行探测具有一定的挑战性。
为了有效地探测中子,科学家们设计了多种类型的探测器,每种都有其独特的工作原理和特点。
一种常见的中子探测器是基于气体的探测器,例如正比计数器和盖革计数器。
在正比计数器中,当中子与探测器内的气体原子发生碰撞时,会产生电离。
这些电离产生的电子在电场的作用下加速运动,引发进一步的电离,从而形成一个可测量的电脉冲信号。
盖革计数器的工作原理类似,但它产生的脉冲信号幅度较大,无法区分入射粒子的能量。
另一种重要的中子探测器是基于闪烁体的探测器。
闪烁体材料在吸收中子后会发出闪光,这些闪光通过光电倍增管等设备转换为电信号。
常见的闪烁体材料有有机晶体(如蒽)和无机晶体(如碘化钠)。
还有基于半导体材料的中子探测器,如硅和锗探测器。
半导体探测器具有高分辨率和良好的能量响应特性,但对制造工艺要求较高。
在中子探测器的设计中,需要考虑多个关键因素。
首先是探测器的灵敏度,即能够探测到的最小中子通量。
这取决于探测器的材料、尺寸和结构等因素。
其次是能量分辨率,它决定了探测器区分不同能量中子的能力。
探测器的时间响应特性也非常重要,对于需要快速测量的应用,如脉冲中子源实验,短的时间响应是必不可少的。
此外,探测器的稳定性和可靠性也是设计中需要重点关注的问题。
中子探测器在众多领域都有着广泛的应用。
在核科学研究中,它们被用于研究原子核的结构和反应机制。
通过测量中子与原子核相互作用产生的信号,可以深入了解原子核的性质和核反应的过程。
在工业领域,中子探测器可用于材料的无损检测。
例如,在航空航天和汽车工业中,检测金属部件内部的缺陷和结构变化,确保产品的质量和安全性。
中子探测器的技术创新与发展
中子探测器的技术创新与发展在现代科学技术的快速发展中,中子探测器作为一种重要的科学仪器,在多个领域发挥着关键作用。
从基础科学研究到工业应用,从医疗诊断到国家安全,中子探测器的性能和技术创新直接影响着相关领域的发展和进步。
中子探测器的工作原理基于中子与物质的相互作用。
中子本身是一种不带电的粒子,这使得其探测具有一定的特殊性和挑战性。
常见的中子探测方法包括基于核反应的探测、基于弹性散射的探测以及基于热中子俘获的探测等。
过去,中子探测器在技术上存在着一些局限性。
例如,探测效率不高,对于低能中子的响应不够灵敏,分辨率较差,以及体积较大、不便携带等问题。
然而,随着科学技术的不断进步,特别是材料科学、电子学和计算机技术的飞速发展,中子探测器在技术创新方面取得了显著的突破。
在材料方面,新型的探测材料不断涌现。
比如,一些具有高热中子俘获截面的材料被用于提高探测器的效率。
此外,一些新型的半导体材料也被应用于中子探测,其具有更高的灵敏度和更好的能量分辨率。
电子学技术的发展为中子探测器带来了重大变革。
先进的电子学系统能够实现更快速、更精确的信号处理和数据采集。
这不仅提高了探测器的时间分辨率,还能够更准确地分析中子的能量和入射方向等信息。
在探测器的结构设计上,也出现了许多创新。
例如,采用多层结构或者微结构的探测器,能够有效地增加探测面积,提高探测效率。
同时,通过优化探测器的几何形状和电场分布,可以改善探测器的性能。
在技术创新的推动下,中子探测器在各个领域的应用得到了进一步的拓展和深化。
在基础科学研究中,中子探测器是研究物质结构和性质的重要工具。
例如,在凝聚态物理研究中,利用中子散射技术结合高性能的中子探测器,可以揭示材料的微观结构和磁学性质。
在核物理研究中,中子探测器有助于研究核反应过程和原子核的结构。
在工业领域,中子探测器在无损检测中发挥着重要作用。
它可以用于检测材料内部的缺陷、残余应力等,为保障工业产品的质量和安全性提供了有力的手段。
可控中子三探测器元素测井方法及应用基础研究
可控中子三探测器元素测井方法及应用基础研究可控中子三探测器(CNSS)是一种测量地下岩层孔隙度和矿物组成的方法,在地质勘探和石油工业中得到了广泛应用。
CNSS的原理是,通过向地下发射中子束,与地下岩层中的原子核发生碰撞,产生反应,从而得到关于地下岩层中元素组成和孔隙度的信息。
CNSS中的三个探测器分别测量中子束的进入、输出以及散射,从而计算出地下岩层的属性。
CNSS元素测井方法主要是基于中子俘获技术。
在中子俘获反应中,中子被原子核俘获,形成高激发态核。
高激发态核通过放出能量和放出γ射线回到基态。
放出的γ射线具有一定的特征能量,不同元素的γ射线能量是不同的。
因此,可以通过测量放出的γ射线能谱,来分析地层中不同元素的含量。
CNSS元素测井方法的应用范围很广。
在地质勘探中,它可以用来检测含水层、石油储量和地层结构。
在石油工业中,它可以用来评估油藏的孔隙度和矿物组成,从而帮助提高采油效率,优化地下开采操作。
CNSS元素测井方法的应用基础研究包括两个方面:一是对测井仪器和测量方法的优化和改进;二是对地层物性和元素特征的研究和探索。
对测井仪器和方法的改进和优化,可以提高测量精度和可靠性,满足不同地区和场合的需求。
例如,可以通过优化探测器结构、中子源强度和测量过程控制,来提高测量精度和减小测量误差。
对地层物性和元素特征的研究和探索,可以提高对地下岩层结构和矿物组成的理解。
例如,可以通过地质勘探和采样分析,对地层进行详细研究,从而确定地层中主要元素的含量和分布规律。
总之,CNSS元素测井方法在地质勘探和石油工业中的应用前景广阔,需要不断的技术和理论研究来推动发展。
中子测量调研和改进设想
235U
裂变室中子探测器
235U
裂变室的优点和缺点
优点 中子产额动态范围大:~10 三种工作模式的组合) 中子产额动态范围大:~107(三种工作模式的组合) :~ 抗 γ 能力强 <1 MeV:阈值甄别 MeV: MeV: >1 MeV:多裂变室组合 物理探测效率较高 缺点 输出幅度低:几十毫伏, 输出幅度低:几十毫伏,对放大器电子学要求较高 造价相对较高
中子测量调研和改进设想
陈珏铨,朱玉宝,傅彦彰, 陈珏铨,朱玉宝,傅彦彰,钟国强
2005年 2005年7月
目录
585所承担ITER的中子测量任务介绍 585所承担ITER的中子测量任务介绍 所承担ITER
235U裂变室中子Fra bibliotek测器介绍HLHL-2A 上中子通量与辐射剂量测量介绍 中子/ 脉冲形状甄别(PSD) 中子/ γ 脉冲形状甄别(PSD)
脉冲形状甄别器应用举例- 脉冲形状甄别器应用举例-中子能谱测量
中子 能谱
液体闪烁 探测器
脉冲形状甄 别器
中子& γ 通量
脉冲形状甄别器
Model 2160 A
国际上普遍使用,粒子分辨性能好, 国际上普遍使用,粒子分辨性能好,使用方便 单宽 NIM 插件 能承受高计数率: 能承受高计数率: >50 kHz 动态范围: 动态范围: >500:1 :
585所承担ITER的中子测量任务介绍 585所承担ITER的中子测量任务介绍 所承担ITER
1.
聚变中子通量监测器设计; 聚变中子通量监测器设计;
235U
裂变室 &
238U
裂变室
裂变室探测器组合
2.
氦冷却固体增殖剂产氚试验包层的中子通 量和能谱测量设计; 量和能谱测量设计; 封装薄箔气动传输活化分析系统 微裂变室组合探测系统 天然金刚石中子探测器(NDD) 天然金刚石中子探测器(NDD)能谱仪
中子探测器 标准
中子探测器标准中子探测器是一种用于检测和测量中子粒子的仪器。
中子是构成原子核的基本粒子,具有无电荷和质量较大的特点。
在许多领域,如核科学、核能工程、辐射监测和材料研究等,对中子的探测和测量非常重要。
本文将介绍中子探测器的工作原理、分类以及常见的应用领域。
一、中子探测器的工作原理中子探测器的工作原理是基于中子与物质相互作用的特性。
中子在物质中的相互作用主要包括散射、吸收和俘获等过程。
根据这些相互作用,中子探测器可以通过测量中子与物质发生相互作用后所产生的信号来检测和测量中子的能量、角分布和强度等信息。
常见的中子探测器包括以下几种:1. 闪烁体探测器:闪烁体探测器是一种利用闪烁材料中发光现象来检测中子的探测器。
当中子与闪烁体相互作用时,会产生光子,通过光电倍增管或光电二极管等光电转换器件将光信号转换为电信号进行测量。
2. 电离室探测器:电离室探测器利用中子在气体中电离产生的电荷来检测中子。
当中子与气体分子相互作用时,会产生离子对,通过电极系统将离子对收集并测量电荷信号的大小,从而确定中子的能量和强度。
3. 核反应探测器:核反应探测器利用中子与特定核反应产生的粒子或辐射来检测中子。
例如,中子与核反应产生的γ射线、α粒子或β粒子等,可以通过相应的探测器来测量,从而间接检测中子的存在和能量。
4. 导电探测器:导电探测器是一种利用中子与导电材料发生相互作用后引起电阻变化的探测器。
中子的散射或吸收作用会导致导电材料的电阻发生变化,通过测量电阻的变化可以间接检测中子。
二、中子探测器的分类根据中子探测器的工作原理和结构特点,可以将中子探测器分为以下几类:1. 依据探测原理分类:- 散射探测器:通过测量中子在物质中的散射过程来检测中子。
- 吸收探测器:通过测量中子在物质中的吸收过程来检测中子。
- 核反应探测器:通过测量中子与物质发生核反应后产生的粒子或辐射来检测中子。
2. 依据探测介质分类:- 固体探测器:利用固体材料作为探测介质的中子探测器。
中子源测井的风险和防范措施
中子源测井的风险和防范措施我跟你说啊,这中子源测井啊,那风险可真是一抓一大把。
就像你在黑夜里摸瞎,不知道啥时候就踩进坑了。
咱先说这中子源,那可是个危险的玩意儿。
我每次一靠近那设备,就感觉像是面对着一个随时会发脾气的怪兽。
那设备啊,黑不溜秋的,透着一股冰冷的金属气息,就像冬天里一块怎么也捂不热的铁。
旁边那些指示灯一闪一闪的,就像怪兽的眼睛在眨巴,时刻警告着你。
这中子源要是不小心泄露了,那可不得了。
我有一次和同事老张在那讨论这个事儿,老张那脸啊,皱得像个核桃似的,他说:“这要是泄露了,咱这身子骨可就全完了。
”可不是嘛,辐射这东西,又看不见摸不着,就像个隐藏在暗处的小恶魔,悄咪咪地就钻进你的身体里,把你的细胞都搅得乱七八糟。
防范措施那可得做足了。
我们每次去操作的时候,那防护装备得穿得严严实实的,就像个太空人似的。
那防护服又厚又重,穿在身上就像背着一座小山,行动起来特别不方便。
有个新来的小伙子,第一次穿那防护服,笨手笨脚的,像个刚学走路的小鸭子。
我就笑着对他说:“小子,这可是保命的东西,再难受也得穿好咯。
”还有那操作流程,那得严格按照规定来,一步都不能差。
我记得有一次,有个心急的同事想图个快,想跳过几个检查步骤。
我当时就急眼了,我眼睛一瞪,大声对他说:“你这是不要命了啊,这可不是开玩笑的事儿。
”这中子源测井就像走钢丝,你要是不小心,那就得摔得粉身碎骨。
在那个测井的环境里,气氛总是紧张兮兮的。
周围都是一些大型的设备,嗡嗡作响,就像一群在你耳边不停唠叨的大妈。
那灯光也昏昏暗暗的,给整个环境都蒙上了一层压抑的色彩。
每次在那儿工作,我都感觉自己像是在战场上,随时要应对各种危险。
我们还得定期对设备进行检查,那检查的时候可不能马虎。
我和几个同事就像一群侦探似的,这儿看看,那儿摸摸,不放过任何一个小细节。
要是发现哪个零件有点小毛病,就像发现了敌人的小阴谋一样,得赶紧处理。
有一次我们发现一个小零件有点松动,我就对负责维修的老李说:“老李啊,这就像一颗松动的牙齿,看着小,疼起来可要命,赶紧修修。
中子探测技术在材料检测和核反应研究中发挥重要作用
中子探测技术在材料检测和核反应研究中发挥重要作用中子探测技术是一种在材料检测和核反应研究中发挥重要作用的关键工具。
中子作为一种无电荷、质量接近于质子和中子的粒子,具有渗透力强、穿透力高的特点,因此在材料检测和核反应研究中具有广泛的应用前景。
本文将围绕中子探测技术在材料检测和核反应研究中的重要作用展开论述。
中子探测技术在材料检测中的应用材料的内部结构和性质对其性能和可靠性起着至关重要的影响。
中子探测技术可以通过中子与材料原子核之间的相互作用,获取有关材料内部结构和性质的信息,为材料的检测和分析提供重要支持。
首先,中子探测技术在非破坏性材料检测中发挥着重要作用。
传统的非破坏性材料检测方法通常涉及射线或超声波,但这些方法对于某些材料,如高密度或高吸收材料,往往效果不佳。
而中子探测技术可以有效地穿透这些材料,并通过中子与原子核的散射和吸收等过程,获得材料内部的结构信息,从而实现对材料的非破坏性检测。
其次,中子探测技术在材料成分分析中具有独特优势。
中子可以与材料中的原子核发生核反应,通过分析产生的中子散射、吸收或衰变等现象,可以获得材料的成分信息。
尤其是对于复杂的合金材料或核材料中的微量元素,中子探测技术可以准确地识别这些成分,为材料的合理设计和性能优化提供重要依据。
此外,中子探测技术还可用于材料缺陷和疲劳行为的研究。
材料中的缺陷和疲劳行为对其寿命和可靠性有重要影响。
中子可以通过散射和吸收等现象,探测并分析材料中的缺陷、晶格畸变等微观结构信息,对材料表面和体内的缺陷进行定量分析和研究,从而了解材料的疲劳特性和寿命预测。
中子探测技术在核反应研究中的应用中子探测技术在核反应研究中也发挥着重要作用。
核反应是指核粒子之间的相互作用,并伴随着核能的释放或吸收。
通过中子探测技术可以深入研究核反应的机理,从而推动核能利用和核反应器设计的发展。
首先,中子探测技术在核反应堆安全和监测中起到重要作用。
中子在核反应堆中具有粒子数丰富、穿透力强、能量范围广的特点,可以用于监测核反应堆中的中子流强度、能谱和空间分布等参数,对核反应堆的运行状态和热工性质进行实时监测和控制,确保核反应堆的安全稳定运行。
中子探测器的原理与应用
中子探测器的原理与应用中子是一种无电荷、质量相对较大、存在时间较短的基本粒子,是物质世界中的重要组成部分。
中子的产生、传输和相互作用过程,对于理解物质的本质和探索自然世界有着重要的意义。
因此,开发高效、灵敏的中子探测器,对于研究基础物理、核能利用、医学诊断和工程测量等领域具有不可替代的作用。
一、中子探测器的分类常见的中子探测器可分为以下几类:1.闪烁体探测器闪烁体探测器是一种利用闪烁效应测定射入物质中中子数的探测器。
它将入射中子转化成有效光子信号,通过光电倍增管增强后传递到后端电子学系统进行信号处理。
闪烁体探测器具有灵敏度高、时间分辨率快、能量分辨率良好等特点,被广泛应用于核物理研究和核工程领域。
常用的闪烁体探测器包括氢化锂闪烁体、BC501A闪烁体、BC537闪烁体等。
2.电离室探测器电离室探测器是利用受入射粒子电离气体产生的电荷量测定射入物质中中子数的探测器。
电离室探测器具有较高的灵敏度和能量分辨率,因此被广泛应用于中子照相、测量中子散射截面等领域。
常见的电离室探测器包括比利叶计数器、带电粒子计数器等。
3.半导体探测器半导体探测器是一种利用半导体材料测量射入物质中中子数的探测器。
半导体探测器具有快速响应、高连接效率、低噪声等特点,因此被广泛应用于核工程、材料研究、医学放射性测量等领域。
常见的半导体探测器包括硅探测器、钙钛矿探测器、锗探测器等。
二、中子探测器的工作原理中子探测器的工作原理基于中子与物质的相互作用。
当中子入射到物质中时,会发生主要的三种相互作用:弹性散射、非弹性散射和吸收。
其中,弹性散射是指中子以高速度撞击物质原子核而被散射,非弹性散射是指中子与物质原子核结合,形成中间态核和激发态核等状态,最后发射出γ射线或质子等粒子,吸收是指中子被物质原子核捕获而被消耗掉。
针对不同的相互作用方式,中子探测器的测量原理也各有不同。
例如,闪烁体探测器通过探测闪烁体中发射出的光子计算中子数,其原理是基于中子与闪烁物质中氢、碳等原子发生非弹性散射或吸收过程而释放出的光子。
中子仪危险源辨识和管控措施
中子仪危险源辨识和管控措施中子仪是一种用于测量中子能谱和强度的仪器,主要用于核反应研究和辐射防护等领域。
然而,中子仪的使用也存在一定的危险性,需要进行危险源辨识和相应的管控措施。
首先,中子仪本身是一种放射性仪器,其工作过程中会产生中子辐射。
因此,对于使用和维护中子仪的人员,需要注意辐射防护。
具体的管控措施包括:1.人员培训:所有接触中子仪的人员都应接受相关的辐射防护培训,了解中子辐射的危害性、防护措施和紧急情况下的应对方法。
2.个人防护装备:使用中子仪的人员应佩戴适当的个人防护装备,包括铅衣、手套、护目镜等,以减少中子辐射对身体的伤害。
3.工作场所防护:中子仪应设置在专门的辐射防护室内,室内应有合适的辐射屏蔽材料,如铅板等,减少辐射的泄漏。
其次,中子仪使用过程中还存在一定的操作风险,包括电器火灾、机械故障等。
对于这些风险,可以采取以下管控措施:1.定期检查和维护:定期对中子仪进行检查和维护,确保其正常工作,减少故障的发生。
同时,加强对中子仪操作人员的培训,提高其操作技能和意识。
2.火灾防护:中子仪所在的房间应安装足够数量和合适类型的灭火设备,如灭火器、自动喷水灭火系统等,以便在发生火灾时进行及时灭火。
3.防护设备安全:中子仪使用过程中应保证相关的防护设备(如铅屏蔽材料)的安全稳固,避免松动或倾倒,防止意外事故发生。
此外,还要注意中子仪在运输过程中的危险性。
中子仪属于特种设备,其运输过程中需要严格遵守相关的运输规定和安全要求。
具体的管控措施包括:1.运输安全规划:在运输前,制定详细的运输安全规划,包括中子仪的包装、固定和保护措施,确保其在运输过程中不会受到外界的冲击或损坏。
2.专人押运:中子仪运输过程中应有专人进行押运,确保其安全运达目的地。
押运人员应接受专业的培训,了解中子仪的性质、运输过程中的安全要求及应对突发情况的方法。
3.监控和保护:在运输过程中,应安装合适的监控设备,对中子仪进行远程监控和实时跟踪,及时发现异常情况。
中子共振谱在爆炸危险品精确探测中的应用
除 了加速器 中子源之外 , 也可以使 用反应
0 9 8 7 6 5 4 3 2 I O
堆 中子源。这里所说的反应堆特指最常见的热 中 子反 应 堆 , 因此 为 了适 应 使 用 快 中子 探 测爆
炸 物 质 的要 求 , 需要 在这 种 反应 堆 上 采 取 一些
的一个 个孤 立 的共振 峰 。下 面 图 1是 C、 N、 H、
易 爆 等危 险物品 的检 查 。X射 线探测 技术 主要 是 根 据 所 测物 品 的密度 分 布来 判 断 的 , 探测 对
物质种类缺乏较准确定性和定量分析的能力 , 因此 在 实 际运用 中对 金 属探 测 效果 较好 , 但对
胡春 明, 洲 , 郑 兰晓华 , 刘显坤
( 国工 程 物 理 研 究 院 , 川 绵 阳 中 四 610) 2 90
摘要 : 在车站 、 口和机场对行包 中可能夹藏的易燃易爆等危险物品的检查 , 港 通常是借 助 X射 线进 行 的 , X射线技术主要 是根据物质密度不同进行探测 , 但 对爆 炸危险品的探测效果不够理想 。中子共振
谱 则只和元素密切相关 , 因此利用 中子共振谱技术可 以准确 地判定 物质 中各 元素 的准确 含量 。各 种爆 炸危险品的主要成分 C H、 O等元素在 0 5 . Me 能量区间具有显著的中子共振 谱特征 , 用该 、 N、 . ~7 5 V 利 区间各共振峰的中子吸收截面差异构建的多元 一次方程组 , 以得 到 C、 N、 可 H、 O等元素 在物质 中的精 确 含量 比, 从而达到直接判定待测 物质种类 的目的。中子共 振探测技术可以充分应用 在国防、 民用 安全
具 有 显著 的 中子共振 现象 , 图 1 见 。 假设 需要 探测 物质里 感兴趣 的 n种不 同元 素 , 个 元 素 取 m 种 不 同 能 量 对 应 的共 振 峰 每 ( ≥ n, m )可构 建 出以下方 程组 :
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编号:AQ-Lw-01054( 安全论文)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑中子探测技术在安全检查中分析与探讨Analysis and discussion of neutron detection technology in safety inspection中子探测技术在安全检查中分析与探讨备注:加强安全教育培训,是确保企业生产安全的重要举措,也是培育安全生产文化之路。
安全事故的发生,除了员工安全意识淡薄是其根源外,还有一个重要的原因是员工的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。
摘要:本文简要介绍了爆炸物检测领域的技术手段,并针对目前常规技术手段的缺点和不足,重点介绍了中子无损探测技术在爆炸物检测中的应用情况,从技术原理到系统构成对中子探测设备进行了剖析,指出其相对于其他技术手段的独特优势。
同时,本文也对爆炸物检测领域的技术发展趋势进行了探讨和展望。
一、常见爆炸物探测技术简介在当前恐怖活动日趋严重的形势下,对公共安全领域爆炸物(常规炸药、液体炸药、塑料炸药)的现场快速检测是一项非常重要的工作。
目前,应用于爆炸物现场检测的技术手段主要有:金属探测仪、X射线成像(透射成像、背散射成像、CT)技术、双能X射线成像技术、化学蒸汽\颗粒分析法等[1]。
就金属探测仪而言,是较早采用的一种查缉爆炸物的技术手段,主要采用交变电磁场来探测爆炸物中的金属部件及雷管等发火装置上的金属元器件和电池等从而实现对爆炸物的探测。
由于爆炸物制作工艺和技术水平的提升,现在爆炸物中的金属部件越来越少,液体炸药和塑料炸药的出现,使得单一的金属探测手段已经无法满足日益隐蔽化和多样化的爆炸物探测实战需要。
X射线成像技术可以实现对常见行李箱中不同物品的密度分辨,对箱包夹层毒品藏匿具有显著排查效果,但无法识别物品的元素种类;另外,很多爆炸物密度与常见生活用品接近,因而,只从密度上探测爆炸物会经常发生漏检和虚警现象。
双能X射线虽然可以识别等效原子序数,但不能识别物质种类。
化学蒸汽\颗粒分析法是一种痕量检测技术,通过对可疑物体或人员表面进行擦拭取样后对试样汽化后进行分析,也有可以直接对环境气体进行取样分析的。
离子迁移谱技术和基于气敏传感器的电子鼻技术是在现场快速检测场景下被广泛使用的痕量物质检测技术。
它们的优点在于检测灵敏度高,对微粒的检测精度可以达到纳克级别,对气体的检测精度达到ppm甚至ppb级别,检测时间短,一般在十秒左右,因而这两种技术适用于现场检测。
上海世博会采用了52台公安部第三研究所研制生产的爆炸物离子迁移谱探测器,有利保障了世博的安全召开。
这种技术对爆炸物制作人员或者爆炸物包裹表面留下的微量痕迹具有精确探测效果,但对于密封严实或蒸汽压不高的物质,探测效果不显著。
以上几种技术手段是目前常用的爆炸物查缉方法,但或多或少存在一些不足,为了适应对恐怖活动的精准打击,中子技术、激光拉曼光谱、核四级矩共振、毫米波及太赫兹等一批新技术在不同场合得到一定程度的应用,其中,中子技术的应用前景较为广阔,目前,在海关、港口、公路物流等领域正在逐步推广应用。
二、爆炸物中子查缉技术原理犯罪分子通常都是将炸药藏匿于行李内的普通物品中,而这些普通物品大多是有机物品。
因此,行李检测中的首要任务是将行李中的普通有机物品与炸药区分开。
炸药、毒品和有机物品通常都由C、N、O组成,但他们的含量却存在明显区别:炸药含O量高,含N量亦高,而普通有机物品不具有N、O含量均高的特点(参见图1)。
在图1右图中,炸药处于图中的右方(图中虚线内),O、N含量高,而普通有机物品绝大多数处于图1右图的其他区域。
这种比例关系为区分爆炸物和普通有机物品提供了可能。
图1炸药和有机物中C、N、O的含量情况对比中子感生瞬发γ谱测量是一种能够对较大体积的物品进行实时元素组成鉴别的技术,较适宜检测藏匿在手提行李、航空托盘和集装箱中的爆炸物。
现在已经开展了多项关于中子技术在爆炸物检测中的研究,如热中子分析(TNA)、快中子分析(FNA)、脉冲快热中子分析(PFTNA)、伴随粒子成像(API)等。
其中PFTNA法能同时测量快中子和热中子产生的γ能谱,实现全元素测量[2]。
PFTNA主要采用脉冲宽度为μs量级、脉冲间隔约为100μs的氘氚脉冲中子发生器产生的脉冲快中子照射待测量物质,在快中子脉冲宽度内测量快中子引起的C和O的非弹性散射产生的γ射线来确定物品中的C和O的含量。
在两脉冲间隔内就通过测量热中子引起的N和H俘获γ射线来确定物品的N和H含量,由物品中C、N、O、H四种元素的含量比就可以识别是否爆炸物及其类别。
这种方法优点在于信噪比较高。
快中子分析方法以氘氚反应产生的快中子为探针,其能量达到14MeV。
这种快中子与C、N、O等元素原子核相互作用时,会产生非弹性散射。
产生的γ射线主要有:n+14N→14N+n'+γ+5.11MeV(1)n+12C→12C+n'+γ+4.43MeV(2)n+16O→16O+n'+γ+6.13MeV(3)这些γ射线能量高,产生截面较大[3],易于测量,且强度与被测物品中相应的C、N、O的含量成正比。
通过测量这些γ射线的能谱,并确定其强度,可以得到炸药和有机物品中C、N、O的含量,进而将炸药从普通有机物品中区分开,实现爆炸物探测的目的。
在快中子分析技术中,伴随粒子成像技术(API)具有独特的优势,它通过采用位置灵敏的α探测器测量氘氚反应时伴随中子产生的α粒子的位置,结合氘氚反应时的中子n和α粒子(两者运动方向相反,接近180o,参见图2)的时间关系,即可确定中子飞行距离(图2中Z方向),从而可以得到爆炸物的空间分布情况。
API的空间分辨率很大程度上依赖于小直径靶的中子管[4]。
API法可以给出CNO三种元素含量的空间分布图和粗略轮廓,从而有效识别任意形状的爆炸物。
这种方法具有较高的空间分辨率和较强的识别能力,但对中子发生器和测量系统的技术要求较高[5]。
图2伴随粒子成像示意图三、爆炸物中子查缉设备系统构成介绍目前,针对大型车辆及集装箱的爆炸物中子探测设备在欧盟一些国家已经得到采用(见图3)。
图3用于大型物流车辆爆炸物查缉的中子设备从系统组成上来说,爆炸物中子查缉设备主要包括以下部分:中子源、γ射线探测仪、多道微机分析系统等(见图4),对于API 中子成像法,系统还需要配备高位置精度的α粒子探测器。
图4爆炸物中子查缉设备系统构成为了测准隐藏在行李中炸药所含C、N、O,而不受周围物品中C、N、O产生γ射线干扰,检测系统必须是位置灵敏的,即必须把行李分成许多小区分布进行测量。
实际应用中,需要在较短时间内完成爆炸物的检测,这就要求中子源强足够大。
目前,对炸药的检测精度在500g左右,检测时间10分钟左右。
为了实现对行李的大通量在线检测,这个时间必须缩短。
需要中子源具有1010/s以上的产额。
目前,我国已经开展了中子产额1011/s的中子管的研究,美国正在对1014/s的中子管进行实验开发[6]。
另外,在安检中,对中子发生器的使用寿命也有较高的要求,目前国内使用的中子发生器的寿命大都在2000小时左右,在中子产额和使用寿命方面都不能满足爆炸物在线检测的需求。
四、爆炸物检测技术的发展趋势随着犯罪分子高科技犯罪手段的采用,针对行李藏爆和人体藏爆的检测越来越成为一项具有极大挑战性的任务。
在行李藏爆方面,中子查缉技术以其具有直接针对炸药本身的元素组成比例分析技术和非接触式探测成为很有前景的应用技术。
针对人体炸弹和液体炸弹等新情况,目前,基于核四级矩共振(NQR)[7]、毫米波、太赫兹技术[8]和激光拉曼技术[9]等也在不同场合开展了应用研究。
不同于X射线查缉技术,太赫兹在远红外区,光子能量比X射线小约百万倍,没有离子化辐射问题,具有较高的成像空间分辨率(~300μm)。
因而,毫米波及太赫兹技术以其安全性被民众普遍接受,目前美国和欧洲正在开展相关技术的进一步研究,我国在十二五科技规划中也开展了毫米波相关技术研究。
从今后的发展趋势来看,远距离非接触式、低辐射或无辐射的安检技术将成为主流。
针对不同的应用场景和物品空间堆放的复杂化,综合多种探测机制的多设备综合应用将成为爆炸物检测的趋势。
参考文献:1.Turecek,J.,DetectionofImprovisedExplosiveDevicesonPerson sandinBaggage.NDTforSafety,2007:p.285-290.2.景士伟,杨璐,and李文杰,利用中子技术检测爆炸物的实验研究.东北师大学报(自然科学版),2008.40(2):p.47-50.3.贾文宝,可移动式中子监测隐形爆炸物系统的初步探索与研究.原子核物理评论,2005.22(1):p.76-78.4.金大志and程亮,中子检测爆炸物的原理实验研究.原子核物理评论,2009.26(1):p.41-43.5.徐四大and朱维彬,检测爆炸物和毒品的伴随粒子成像方法.原子能科学技术,1998.32(6):p.482-486.6.乔亚华,中子管的研究进展及应用.核电子学与探测技术,2008.28(6):p.1134-1138.7.房旭民,徐政,and徐玉清,核四极矩共振炸药探测技术在探雷中的应用.同济大学学报,2003.31(6):p.719-723.8.李海涛,王新柯,and牧凯军,连续太赫兹波在安全检查中的实验研究.激光与红外,2007.37(9):p.876-878.9.梁鲁宁,徐丽娜,and周恒智,拉曼光谱法鉴别常见毒品.刑事技术,2003(1):p.17-19.这里填写您的公司名字Fill In Your Business Name Here。