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工业在线核仪器
工业在线核仪器
工业在线核仪器一般指应用于冶金、化工、煤炭、水泥等工业领域进行在线检测的核仪器。它主要包括:γ射线液位计(钢水/有色金属/石化/玻璃)、γ射线料位计、辐射厚度计(钢管/钢板)、核子秤(散装固态物料)、密度计(流体/半流体或混合物)、水分计、灰分仪、射线探伤仪等。而其中液位计、厚度计、核子秤、密度计是四大应用最广泛的工业核仪器。

安检领域核仪器
安检领域核仪器是指借用通用核仪器中射线源、探测器、核电子学等和核物理原理,针对安检领域的一些特殊要求并满足相关技术性能指标而开发出来的一类核仪器、设备。
随着国内外打击走私、防恐反恐、查毒查危等遏制非法犯罪活动需求的日益提升,各种新技术在安检领域得到扩展应用。核技术作为最有效和最广泛的应用手段,使其在安检领域起到了根本性和全局性的作用,并形成了一大批具有安检特色的核仪器、设备。
安检领域核仪器以检测对象归类,大致可分为集装箱检测设备、车辆检测设备、物品检测设备、液体检测设备、人体检测设备、放射性物质监测设备、其它类型安检核仪器。
集装箱检测设备:集装箱体积大、装载质量重而复杂,采用通常的人工开箱检查,不但费工费事,对各种夹层、伪装难以有效检查。以高能加速器、60Co源或中子源等射线源为基础,配以多种射线探测器和核电子学等,对集装箱进行射线透视扫描、X射线背散射扫描,即可非常直观清晰地看清集装箱内部物品的结构、形状、性质,大大提高了集装箱安检的速度、准确度,为打击走私、查危查毒做出非常重要的贡献。
集装箱安检设备按装备形式又可以分多钟形式:有固定式,即将设备固定在一个地方,集装箱由机械牵引通过检查通道或集装箱停放在指定处,检查设备经导轨移动通过被检集装箱;有车载移动式,即将设备安装在卡车上,灵活地移动到某一处,对集装箱进行检查;有快速通关式的,对空箱、轻箱和非重要关卡箱体进行快速检查。
随着近年集装箱安检领域技术的进步,射线源能量更高、剂量更强和技术手段更加丰富;如国内有公司开发出2/4MeV、3/6MeV、4/8MeV等双能加速器;9MeV、12MeV高能加速器;光中子加速器;双视角、多视角设备;背散射透视联用设备;集装箱CT;高通量中子管集装箱扫描设备等,为集装箱安检提供了更加丰富的安检设备和信息,如可以按物体性质进行色彩分层、定位可疑对象、确定物体的折合质量、CT切片等。集装箱安检技术还在不断进步,新的专利不断发布,如定向中子管技术的研发即是这一领域的热点、难点。
车辆检测设备:随着世界恐怖暴力事件的不断发生和各国反恐防爆力度的不断提升,对车辆内隐藏的毒品、炸药、枪支、违规品的检查需求快速增加。由于车辆机动性强,速度快,隐蔽性好等特征,对其安检有一定的特殊性。现阶段应用核技术手段对车辆的安检方式主要有:X射线背散射车底安检设备、X射线背散射车身巡检设备、X射线透视整车检查设备、以及类似集装箱安检设备以低能低剂量形式应用于车辆安检的设备。车辆轮胎往往是藏毒藏炸药的好地方,因此车辆安检设备一般需要一个坡台,将车辆提升一定高度进行安检。
随着电控技术的进步和高速通关需求的增加,车辆检测设备在高速公路和海关货场转运等场所得到极大应用。如采用微剂量X射线扫描检查技术,司机免下车,设备自动识别车头只扫描车体部分,实现快速通关;如采用减影和车牌号识别技术,对货场内固定车辆进行减影扫描,快速检测夹带的走私物品。
物品检测设备:核技术最早应用于安检领域的就是对物品的检查。无论机场、铁路、公路、海关、及各重要场所,出于安全的考虑,均需要对随行人员和包裹物品进行安检,避免毒品、枪支、炸药、管制刀具的带入。最常用的是通道式X射线透视扫描成像安检设备,并因需求和技术指标的不同分化出多种型号和种类,有单X光源、双X光源及多X光源检查设备;有双视角、多视角检查设备;有单能和双能探测器检查设备;有真彩色和伪彩色图像检查设备;有一源双机的;有车载移动式的;有按剂量率、可靠性分类的;有按检查速度分类的;如按检测通道尺寸定义则更是色彩纷呈。该类设备是安检领域核仪器中应用最广泛和最大众的设备。
最新研发的物品安检设备是以同方威视为代表的物品机CT检测设备,它依据工业CT原理,对被检物进行螺旋CT扫描,使被检物体三维质量密度分布差异纤毫毕现;也有公司生产的设备将透视和背散射技术合一、将物品机和放射性物质监测技术合一。
液体检测设备:美国遭受911恐怖袭击后,各国机场和重要场所对个人携带的液体物品作了严格的限定和检查要求。由于化妆品、饮料、牛奶、水等液体是旅客行人最常用物品和必需品,而其与危险品汽油、酒精、液体炸药等均封装在瓶体内,无论颜色、气味、密度等均不易简单直观区分。应用核技术开发的液体安检设备有几种类型,如液体CT安检仪,可精确检测瓶内液体密度,有效区分水、牛奶和汽油、酒精等物的差异;对瓶内混装液体进行分层精确检测;其它有采用X射线背散射原理、双能透视原理进行液体检测的设备。
人体检测设备:人体检测设备的需求近年来提升很快。常规的金属检测设备对非金属刀具、毒品、炸药的检测无能为力;人工手检对人体敏感部位、体内、假肢等的检查也比较尴尬和不可实现。
微剂量X射线背散射人体安检设备,很好地克服了上述问题;飞点X射线束按时间顺序对人体进行逐点扫描,背角大面积探测器收集人体背向散射射线,并将其转换成电信号后拼成扫描图像,如此藏匿在人体衣下和体表的物品即一目了然。基于X射线背散射原理的特点,对人体携带的毒品、炸药等有机物和非金属刀具更加敏感,因此微剂量X射线背散射人体安检设备非常适合人体安检;低剂量X射线透视人体安检设备,也是人体安检领域的有力武器,对人体内藏毒和贵重物品走私的检查起到重要作用,并实现体内体表一同检查;在人体安检设备中有一款较特殊的设备,即人体脚部检测设备,由于人体脚部骨头密度高、鞋底往往含有金属,又是藏匿物体的好地方,因此对其检测较麻烦和费时。特制的X射线人体脚部透视成像设备能很好地实现该部位的安全检测。
放射性物质监测设备:基于放射性物质的危险性和特殊核材料走私、脏弹袭击的可怕后果,欧美国家对前苏联各加盟共和国边境监测站、美国国土边检站、中国输美产品主要港口等均安装了放射性物质监测设备;国内各主要机场、口岸、重点场所等也设立放射性物质监测设备。
放射性物质监测设备主要是通过监测被检人员、物品、车辆等通过监测通道时中子、伽马射线强度,并与天然本底计数率进行比较来判别被监测物体是否含有危险的放射性物质。3He正比管、涂硼正比管、BF3正比管是中子探测的主要探测器;LiI晶体和含钆晶体在手持中子监测仪也有应用,但因该类晶体同时对伽马射线灵敏,因此需采用能谱测量法加以区分;中子慢化体设计和中子报警算法是中子监测技术中比较关键的节点;伽马监测一般采用大面积有机闪烁晶体探测器,在门式和手持式等放射性物质监测设备上也有采用NaI(Tl)、CsI(Na)、LaBr等无机晶体探测器,甚至采用CZT半导体及机械或电制冷的高纯锗半导体探测器。报警算法一般采用与环境本底计数率比较法,或者与环境本底剂量率比较法。高档的检测设备采用多通道组合比较法,以提高报警灵敏度,并保存能谱用于识别报警源的能区甚至核素。车辆和物品在经过监测通道时对环境本底的屏蔽降低了该类设备的报警灵敏度;暴雨雪扰乱了环境本底的稳定性,常使该类设备产生误报警。最新的研究和算法使该类问题得到极大的改进。
门式放射性监测设备大部分采用红外触发启动报警算法,手持和部分设备采用计数率延后移动比较算法。
放射性物质监测设备有多种装备形式,有与集装箱安检设备、物品机等集成装配的;有大型车辆放射性物质监测设备、行包物品放射性物质监测设备、行人放射性物质监测设备、车载移动式放射性物质监测设备、背包便携式巡检放射性物质监测设备、手持式放射性物质监测设备等多种方式。
其它类型安检核仪器:铁路货车类安检设备、手持式背散射透视安检设备、晶体粉末X射线衍射技术安检设备、X射线荧光分析法稀土等贵重金属出口监测设备、光致激发核荧光安检设备、m子成像安检设备、高能电子邮件辐照灭菌设备、放射源在痕量安检中的离子源技术的应用等。
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