高丰度硼同位素分离生产技术的研究进展

与新能源 技 术 研 究 院 制 定 的 * O V $ X ? 箱包安全
( #) 检查系统 标 准 + $ 该系统泄露射线量率小于#
, 距离设备表面 #P # L K& S 任意处 ’ Q ,
图 >! 箱包检测系统示意图
7 E 扫描断层图 ! 第一个标识位 9 * T 检测系统投影图 !U
从左至右依次是 ! 水& 绿色 ’ % 有机玻璃 & 紫色 ’ 和方糖 & 部分绿色 ’
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厚的金属铝 ! 对应此质量厚度 " 该系统 X ? 断层 扫描图像要达到密度分辨率小于 !> 的要求 "
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!因此它的辐 2 - 放射源活度 只 需 &8 Ci% " b ‘ 射防护成本也很低 !
作为 X 完全可 2 ? 断层扫 描 子 系 统 的 辐 射 源 " 以取代 = 光机射线 源 ! 该 系 统 同 样 存 在 能 量 硬 但经过 用蒙特 化和散射对 X ? 重建图像的影响 " 卡罗理论计算和 实 际 测 量 可 以 对 能 量 硬 化 和 散
( ! ’B ; 7 4 ) % * 6 ) ./ 0 I P / 4 I + .+ 1% 2 / R I / 4 I + .3 + , P 6 I .0 , / 6 I . 3 6 P 4 I + .3 3 4 6 SI 35 6 3 6 . 4 6 R 8 5 5 J J J 5 Q 0 + M 6 -P + 3 4/ . RK I K 6 -3 4 / $ 2 4K / 3 4 K 6/ R d / . 4 / 6 3+ d 6 -=/ / P K I . 6+ 1K I K 6 -5 6 . 6 4 / 4 I + .$ J J QS J
%, 图像串联检查流程 & 此项技术已获国内专利 + &
收稿日期 ! ! " " < $ " ’ $ ! (!修回日期 ! ! " " ’ $ " % $ " ( 作者简介 !尹在哲 " $ 男" 朝鲜族 # $ 北京市人 $ 副研究员 " 博士 # $ 放射医学物理与核技术应用专业 % ( ’ <! #
$ ; I 0 I 4 4 4 K 6 3 / S 6 4 I S 6 BP + 6 P 4 I + .S 6 4 K + R 1 + -; 6 / SK / R 6 . I . . R3 P / 4 4 6 I . 1 1 6 P 4 3R , 6 Q8B J/ J6 4 +X + S 4 + .3 P / 4 4 6 I . 3/ 0 3 +R 6 3 P I ; 6 R 8? K 6R 6 . 3 I 4 6 3 + 0 , 4 I + .+ 1 I . 3 6 P 4 I + .3 3 4 6 SI 3/ $ 5 JI Q5 Q P K I 6 d 6 RM I 4 K I .!> 1 + -X ?3 P / . . I . 6 P + . 3 4 , P 4 I + .I S / 6 8? K 66 3 , 0 4 35 + d I R 6/1 6 / 3 I ; 0 6 JJ S 6 4 K + R4 K / 4 4 K 63 3 4 6 SP / ./ , 4 + S / 4 I P / 0 0 I 3 4 I . , I 3 KS / 4 6 I / 0 3M I 4 K + , 4+ 6 . I . , / 6 8 Q QR J 5 J0 J J J % ( ! ’ 2 ! ! ! < $ 0 % . 4 / R I / 4 I + .3 + , P 6 O V" R I I 4 / 0 / R I + / K X ?" P + S , 4 6 -4 + S + / K J J 5 Q# 5 J 5 Q# /= 3 6 P , I 4 I . 3 6 P 4 I + . Q 5 恐怖分子袭击 " " %年震惊世界的( ()% %* !!! 事件发生后 $ 国际上对旅客行李和航空货运货物 的安全检查及相 应 的 检 查 设 备 的 性 能 提 出 了 更 高的要求 $ 特别是要求能在不开箱的情况下迅速 探知箱包内是否藏有违禁品和危险品 & 目前 $ 国 际上已有许多厂 商 利 用 各 种 不 同 原 理 研 制 了 很 多检测设备 $ 其中数字辐射成像检测技术因具有 直 观 %自 动 识 别 以 及 X ?" X + S , 4 6 -? + S + $ 5 # 检查功能 而 备 受 青 睐 $ 并 将 成 为 安 全 检 / K J 5 Q 查设备 中 的 主 流 产 品 & 如 = 射 线 行 李 检 测 设 备$ 特别是 = 射 线 X # ?" X + S , 4 6 -? + S + / K 5 J 5 Q 技术是目前 的 主 流 产 品 $ 但是这种具有 = 射线 其 价 格% 能耗和维护 X ? 技术的 行 李 检 测 设 备 $ 费都较昂贵 $ 并且 = 射 线 的 穿 透 力 低 " 一般能量 峰值小于 < & 针 对 这 种 情 况$ 清华大学 # "_ 6 7#
为今后进一步进行自动物性判别研究提供了理论基础 & 统X ? 断层扫描图像的密度分辨率小于 !> $
% ( ! 关键词 ! # ! # ! 安全检查 2 - 放射源 ! O V" O I I 4 / 0V / R I + / K X ?" X + S , 4 6 -? + S + / K J J 5 Q 5 J 5 Q
6 E 扫描断层图 ! 第二个标识位 9
从左至右依次是 ! 汽油 & 红色 ’ % 鞭炮纸筒 & 未标识 ’ 和水 & 绿色 ’
. E 扫描断层图 ! 第三个标识位 9
从左至右依次是 ! 汽油 & 红色 ’ % 炸药 & 黄色 ’ 和水 & 绿色 ’
图 ?! 箱包的投影及断层图像
& "
B ? ?! 辐射源> 3 %
$B9* $ $ $ $EGB9L N N 2 9D / I $ e K 6 I $ / . = 2 B9L = I . $ P K 6 . @ 2 G* I . $ K , I @ 2 G= I $ S I . I $ ; I . J J J J
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平均能量为& 范围从几 _ 6 7 到) " "多_ 6 7" " "
% ( ! _ 6 7! 与用 = 光机作辐射源相比 " 2 - 作为辐射 源具有穿透力强 # 射线能量高 $ ’ 成本低以及辐射
化和散射校正 因 子 在 相 同 的 质 量 厚 度 下 是 不 同 这即是各路探测器的探测效Байду номын сангаас不同所造成的 的" 结果 !
A! 阵列探测器
箱包安全检 查 系 统 探 测 器 采 用 了 清 华 大 学 核能与新能源技 术 研 究 院 自 行 研 制 的 高 压 气 体 它也是该检查系统的核心技术之 阵 列 探 测 器" 一 ! 该检查系统 阵 列 探 测 器 由 % ’ "路高压气体 电离室组成 ! 箱 包 安 全 检 查 系 统 阵 列 探 测 器 测
" 清华大学 核能与新能源技术研究院 $北京 !% # " " " ) <
( ! 摘要 !在箱包安全检查设备中使用% 与用 = 光作为辐射源相比$ 它具有穿透力强% 成本低以 2 -作为辐射源 $ ( ! 及辐射稳定等优势 ! 另对放射源% 2 -射线在箱包安全 检 查 设 备 中 的 能 量 硬 化 和 散 射 影 响 进 行 了 分 析 & 该 系
稳定等优势 ! 根 据 航 空 行 李 箱 包 的 尺 寸 设 计 和
#& 最大单件质量限制 % " 通常装满物品的行李箱 包 ! 的平均 质 量 厚 度 小 于 % ( " 相 当 于 #8 #J P S #P S
C! 结 ! 论 !
与传统 O 该箱包 V 辐射投影检测手 段相比 " 安全检查系统中增加了 X 其检 ? 断 层扫描 功能 " 测能 力 有 了 进 一 步 提 高 ! 该 系 统 利 用 放 射 源
% ( ! -在箱包安全检查设备中的应用 ! 第 % 期 !!!!!!!!! 尹在哲等 !放射源 2
! (
>! 箱包安全检查设备系统
箱包安全检 查 设 备 由 二 个 子 检 测 系 统 串 联 而成 ! 依靠平移扫描获得投影图像的 O V 子检测 系统 " 依靠旋转扫描获得断层图像 的 X ? 子检测 系统 # 此系统的总体布局示于图 %#图 % 中前方 是O 可实时获取箱包的投影图 V 子 检 测 系 统$ 借 此 能 了 解 其 中 物 品 的 总 体 情 况$ 并确定需 像$ 要进 行 断 层 扫 描 的 部 位 # 后 部 是 X ? 子检测系 统$ 按 照 前 者 确 定 的 部 位$ 对箱包进行旋转扫描 检测 $ 并依据所得断层图像判别物品材质 # 准备 一个常用箱 包 $ 内 装 水 瓶% 汽 油 瓶% 有 机 玻 璃 棒% 鞭炮和方 糖 $ 采 用 此 系 统 进 行 检 查$ O V 检测系 统检测箱包的投影图 像 示 于 图 !# 图 ! /中 三 条 该系统可以 用 X 线为标记可疑目标线 $ ? 功能进 一步对标记线 进 行 断 层 扫 描 检 查 # 图 ! ;% ! P和 ! R 分别是图 ! /中 三 条 标 记 线 对 应 的 断 层 扫 描 图# ? 子检测系统 !! 箱包安全 检 查 设 备 系 统 的 X % ( ! 采用 2 & 半衰期 C ’ 同位素源 作 为辐 射 源 $ <8 &R 其平均射线能量为 & " "_ 6 7#X ? 子系统的 探 测
( ! 核能与新能源 技 术 研 究 院 研 制 出 了 用% 2 -放 射
源" 平均能量为 & 替代传统的 = 射线光 " "_ 6 7# 机作 为 X ? 辐 射 源 技 术& 它 与 传 统 的 数 字 辐 射 投影 O " # 检查系统配合使 VO I I 4 / 0V / R I + / K J J 5 Q 用$ 实现了箱包的数字辐射投影 O V 与断层 X ?
&& 较得到的值 % ! 图 # 显示 " 各路探测器的能 量硬
( ! 箱包安全检查 设 备 采 用 了% 2 -放射源作为 % ( ! X ? 子系统辐射源 ! 2 -是 一 个 多 能 量 的 " 射 线 源" 其能谱示于图 &! 此能 谱 为 通 过 蒙 特 卡 罗 模
$ " 并结合 2 拟计 算 # W \ L . P -放射源 "射线在 && 物体中衰减 的 实 测 值 经 修 正 后 得 到 % !其能量
!) 器使用了高压阵列气体电离室 ( # 为了减小散
被检 查物体 箱包 前 射对 X ? 子系统成像的影响 $
&) 后安装有两 个 准 直 器 ( #本系统的辐射防护设
微剂量 = 射线安全 计依据了相 关 的 国 家 标 准 *
( <) 检查 设 备 + & 和由清华大学核能 L b % # ! " ) $ ( <’
中图分类号 ! " # ? @ ) % ’8 %! F ’ % <8 ) ! #!! 文献标识码 ’B!! 文章编号 ’ % " " " $ C # % ! ! " " ’ " % $ " " ! ) $ " <
B ? ; + & 6 * ) & 0 (0 1> 3 %T * . & * ) & 0 (, 0 % 6 $ & (O * $ 3 ( 4 $ 6 ) & 0 (, 4 ) $ ’ # # : : : # /
第% (卷 第%期 ! " " ’年 ! 月
同!位!素
* + , . / 0 + 1 2 3 + 4 + 6 3 5
+ 8 % 7 + 0 8 % (!9 : 6 ; 8 ! " " ’
B ? 放射源> 3 %在箱包安全检查设备中的应用
尹在哲 ! 安继刚 ! 向新程 ! 刘金汇 ! 刘锡明 ! 黄毅斌
同 ! 位 ! 素 !!!!!!!!!!!!!!!!! 第 % ( 卷!
是由于各路探测 器 的 探 测 效 率 及 散 射 不 同 造 成 的 ! 因此能量硬 化 和 散 射 校 正 因 子 必 须 对 每 一 各路探 路探测器分别给出 ! 在不同质量厚度下 " 测器的能量硬化和散射校 正 因 子 示 于 图 #" 它是 根据蒙特卡罗 # $ 理论计 算和 实际 测 量 比 W L \ . P