Brevet FR2801103A1 — publié le 20010518

L'invention concerne un procédé de détermination de la matière constituant un objet détecté contenu dans des articles, de préférence dans des bagages, la matière étant traversée, au cours d'une première étape, par le rayon primaire d'un rayonnement X, le rayon primaire étant diffracté sur la matière au cours d'une deuxième étape, ce qui produit, au cours d'une troisième étape, un spectre de diffraction qui est mesuré au cours d'une quatrième étape et à partir de celui-ci, par comparaison avec des spectres de diffraction connus, le type de matière est déterminé au cours d'une cinquième étape. L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comportant un dispositif de diffraction avec une source de rayons X et un agencement de collimation de détection, qui est constitué d'un collimateur et d'un détecteur se trouvant derrière, le collimateur présentant au moins une fente circulaire s'évasant coniquement, qui simule un angle donné et la fente circulaire étant orientée avec une surface détecteur sensible aux rayons X tournée vers le collimateur, et comportant un ordinateur relié électriquement au dispositif de diffraction. Pour garantir la sécurité du trafic aérien par exemple, il est nécessaire de controler, par recours à des moyens techniques plus modernes, les bagages (articles) contenant des objets, quant à la présence de matières explosives. particulier, pour la recherche de matières explosives, on peut recourir au procédé de la diffraction des rayons X, un rayonnement X dispersé étant mesuré sur la structure cristalline comparé au spectre caractéristique d'énergie, par exemple des différentes matières explosives, ce qui fait qu'à l'aide de ces énergies mesurées, est possible de se prononcer sur la présence d'un explosif ainsi que sur de matière explosive dans l'article. Des dispositifs et des procédés qui fonctionnent d'après ce principe sont décrits par exemple dans les documents DE 195 10 168 Al, EP 0 354 045 A2 US 4,956,856. Il est désavantageux qu'en raison de l'absorption, le spectre de diffraction soit influencé lors de la diffraction des rayons X, ce qui fait que lors de l'identification des substances examinées, et en cas d'informations incomplètes, on peut parvenir à des conclusions erronées concernant le type de matière. Le de l'invention est d'indiquer un procédé et un dispositif du type précité qui permettent d'identifier plus clairement la matière d'un obj et. Ce but est atteint en ce que - on utilise le rayon primaire (FX) pour la mesure d'une absorption de la matière, - à partir de l'absorption, parallèlement à la troisième étape, on détermine un numéro atomique moyen de la matière, et - cette information est utilisée au cours de la cinquième étape pour comparaison avec des spectres de diffraction connus. L'idée de l'invention est d'obtenir, pendant une mesure de diffraction des informations supplémentaires concernant le comportement a l'absorption des matières qui se trouvent dans un rayon central, et de les mettre à disposition de l'interprétation. A cet effet, le dispositif de diffraction, qui est constitué d'un agencement de collimation et de détection et d'une source de rayons dirigée sur celui-ci, pour la production d'un rayon central ou d'un rayon primaire, comporte dans le collimateur de l'agencement de collimation et détection, une ouverture centrale en trou borgne, dans lequel deux dispositifs détecteurs différents sont disposés séparés l'un de l'autre dans l'espace et l'un derrière l'autre. Le dispositif détecteur concerné en premier par le rayon primaire, est conçu dans ce cas en tant détecteur pour les basses énergies de rayons X, et le deuxième dispositif détecteur, en tant que détecteur pour les hautes énergies de rayons X, ce fait que de manière connue on détermine en supplément un numéro atomique moyen de la matière de l'objet qui se trouve dans le rayon primaire. dispositif de diffraction est disposé, de 'férence déplaçable, dans installation radiographique, l'agencement de collimation et de détection étant en outre déplaçable en hauteur par rapport à la source de rayons L'agencement de collimation et de détection est constitué d'un collimateur à fente circulaire avec, derrière lui, un détecteur sensible à l'énergie. L'invention est décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation et en référence aux dessins. La fig. 1 est une vue schématique du dispositif suivant l'invention dans une installation radiographique, la fig. 2 est une vue du dispositif suivant l'invention de la fig. 1. Comme représenté sur la fig. 1, un article 1 à radiographier se trouve dans un tunnel à rayons X 2 d'une installation radiographique 3. A l'intérieur du tunnel 2, se trouve un dispositif de diffraction 4, constitué d'un agencement de collimation et de détection 5 et d'une source de rayons X 6. L'agencement de collimation et de détection 5 est orienté sur un rayon primaire FX, un "pinceau", d'un faisceau de rayons X de cette source de rayons X 6, qui dans cet exemple de réalisation est placée de préférence au- dessous d'un dispositif de transport 7, dans le tunnel 2. L'agencement de collimation et de détection 5 est monté de préférence de manière réglable en hauteur par rapport à la source de rayons X 6. Sur la fig. 2, le dispositif de diffraction 4 est représenté plus en détail. Le collimateur 8 présente une forme circulaire 10 sous la forme d'une enveloppe tronconique, telle que du rayonnement de dispersion, qui part du point examiné sur l'objet contenu dans l'article, seules sont autorisées les composantes qui parviennent sous un angle OM déterminé. Un détecteur 9 qui se trouve derrière le collimateur 8 détecte ainsi, par sa surface 9.1 sensible à l'énergie, le rayonnement de dispersion FX", sous l'angle de dispersion OM. Pour obtenir un rayon primaire FX, un dispositif à diaphragme 11 par exemple un dispositif à diaphragme perforé, placé devant source de rayons X 6. le rayon primaire FX' parvient sur une matière, ce rayon primaire FX est partiellement dévié, comme on le sait, sur la structure cristalline de la matière, sous la forme d'un rayonnement de dispersion FX" (loi de Bragg). En conséquence, à partir du spectre d'énergie, obtenu avec le détecteur 16 sensible à l'énergie, on peut déterminer la structure cristalline et donc la matière. On peut en particulier détecter aussi des matières explosives et les distinguer. cet effet, la matière est traversée au cours d'une première étape par le rayon primaire FX, le rayon primaire FX étant diffracté sur la matière au cours d'une deuxième étape, ce qui fait qu'un spectre de diffraction est produit cours d'une troisième étape et est mesuré avec le détecteur 9 au cours d'une quatrième étape. Ce spectre mesuré d'énergie ou de diffraction est comparé, au cours d'une cinquième étape, à des spectres de diffraction connus, mémorisés dans l'ordinateur 16, afin de pouvoir déterminer le type de matière. Dans la pratique, le spectre de diffraction mesuré est influencé par le comportement à l'absorption de la matière qui se trouve dans le parcours du rayon primaire FX. Pour pouvoir déterminer cette influence la prendre en compte, une ouverture 12 centrale du type trou borgne, qui sert de collimateur central et qui est fermée par rapport au détecteur se trouvant derrière, se trouve dans le collimateur 8. Dans l'ouverture 12 sont disposés premier dispositif de détection 13 et derrière, à une distance définie, un deuxième dispositif de détection 14. Le premier dispositif de détection 13 conçu en tant que détecteur pour les basses énergies de rayons X et le deuxième dispositif de détection 14, en tant que détecteur pour les hautes énergies de rayons X. Avec ces dispositifs de détection 13, 14, on mesure de manière classique le comportement à l'absorption de la matière et détermine à partir de ceux-ci, dans un ordinateur 16, le numéro atomique moyen de la matière. En présence d'une matière fortement absorbante, des lignes de diffraction de faible énergie peuvent disparaître dans le spectre de diffraction de la matière à déterminer, ce qui fait que lignes de diffraction correspondantes sont absentes dans le spectre mesuré d'énergie de diffraction. Cette information peut être envoyée à un ordinateur 16, qui lors de l'interprétation des spectres d'énergie identifie celles ci, comme par exemple des lignes de diffraction absentes et ne devant donc pas être contrôlées. En combinaison avec le numéro atomique moyen et le spectre déterminé d'énergie ou de diffraction, il est procédé à une identification améliorée de la matière. L'agencement de collimation et de détection 5 et la source de rayons X 6 sont montés déplaçables dans l'installation radiographique 3 et sont guidés de préférence de manière synchrone pour la détermination de la matière d'un objet. Ceci s'effectue par exemple au moyen de dispositifs de guidage linéaire non représentés en détail avec entraînement à broche, qui sont commandés de manière centralisée par l'ordinateur 16. En principe, on peut utiliser aussi les dispositifs de détection dans d'autres dispositifs de diffraction avec rayons primaires conçus différemment, les détecteurs 13 et 1 devant en conséquence être orientés sur le rayon primaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination d'une matière d'un objet détecté contenu dans des articles, de préférence dans des bagages, la matière étant traversée au cours d'une première étape par un rayon primaire d'un rayon X, le rayon primaire étant diffracté sur la matière au cours d'une deuxième étape, ce qui produit, au cours d'une troisième étape, un spectre de diffraction qui est mesuré au cours d'une quatrième étape et à partir de celui-ci, par comparaison avec des spectres de diffraction connus, le type de matière déterminé cours d'une cinquième étape, caractérisé en ce que - on utilise le rayon primaire (FX) pour la mesure d'une absorption de la matière, - à partir de l'absorption, parallèlement à la troisième étape, détermine numéro atomique moyen de la matière, et - cette information est utilisée au cours de la cinquième étape pour la comparaison avec des spectres de diffraction connus. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le numéro atomique moyen est déterminé au moyen d'un procédé à plusieurs énergies. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que - pour la détermination de la matière, on n'utilise que les spectres d'énergie spectres de diffraction. connus pour la comparaison avec le spectre de diffraction mesuré, dont le numéro atomique moyen se situe ` l'intérieur domaine déterminé de numéro atomique. 4. Dispositif de détermination d'une matière d'un objet détecté contenu dans des articles, de préférence dans des bagages, comportant dispositif diffraction avec une source de rayons X et un agencement de collimation et de détection, qui est constitué d'un collimateur et d'un détecteur se trouvant derrière, le collimateur présentant au moins une fente circulaire s'évasant coniquement, qui simule un angle donné et la fente circulaire étant orientée avec une surface du détecteur sensible aux rayons X et tournée vers le collimateur, et comportant un ordinateur relié électriquement au dispositif de diffraction, caractérisé en ce que le collimateur (8) présente une ouverture ( ) centrale, fermée vers le détecteur, dans laquelle deux dispositifs de détection (13 ; 14) sont montés séparés l'un de l'autre et disposés l'un derrière l'autre, le premier dispositif de détection (13) étant conçu comme un détecteur pour les basses énergies de rayons X, le deuxième dispositif de détection (14), comme détecteur pour les hautes énergies de rayons X, et étant reliés électriquement à l'ordinateur (16). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'agencement de collimation et de détection (4) est orienté sur le rayon primaire (X"), passant à travers l'ouverture (12), la source de rayon X (6). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'agencement de collimation de détection (4) est réglable en hauteur par rapport à la source de rayons X (6) et est disposé déplaçable sur le côté, de manière synchrone avec celle-ci.