ИНСПЕКЦИОННО-ДОСМОТРОВЫЙ КОМПЛЕКС

Изобретение относится к области обнаружения контрабанды, а именно, к дистанционному определению скрытого вещества и его положения в контейнере, и может быть использовано в контрольно-пропускных пунктах, авто- и железнодорожных станциях, аэропортах, морских портах, таможенных службах и т.д.;
В качестве аналога рассмотрим монитор радиационный портальный, (см. Полезную Модель РФ №9818 по МПК G 01 N 1/167) содержащий две измерительные колонны с детектирующими модулями, распределенными по длине и высоте колон, а также модулем отображения вероятного местоположения источника ионизирующего излучения.
Недостатком известного устройства является невозможность контроля перевозимых нерадиоактивных материалов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является контейнер-инспекционно-досмотровая система,
используемая для получения теневого изображения контролируемого груза в автомобильном транспорте и морских контейнерах (см. описание проспекта фирмы NUGTECH Контейнер-инспекционно-досмотровую систему), содержащая транспортную платформу, рабочее место оператора, радиационную защиту, источник ионизирующего (в частности рентгеновского) излучения, детекторы ионизирующего излучения, систему обработки информации.
Недостатком указанной системы является то, что с ее помощью невозможно идентифицировать элементный состав скрыто перевозимого контролируемого груза.
Целью настоящего технического решения является устранение указанного недостатка и обеспечение возможности идентификации элементного состава контролируемого груза, например, скрыто перевозимых взрывчатых и наркотических веществ без разгрузки контейнера.
Цель достигается благодаря тому, что инспекционно-досмотровый комплекс, включающий рабочее место оператора, радиационную защиту, источник ионизирующего излучения, детекторы ионизирующего излучения и систему обработки информации, дополнительно содержит источник монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц, детектор α-частиц, спектрометрический детектор гамма γ-излучения и систему задержанных α-γ совпадений.
Источник и детектор α-частиц заключены в вакуумную камеру. Источник монохроматических нейтронов и сопутствующих ему монохроматических α-частиц выполнен на основе ускорителя
дейтронов и тритиевой мишени. Детектор α-частиц выполнен на основе активированного полистирола толщиной 0,7 мм в виде матрицы с числом ячеек 2×2 размером 11×11 мм каждая и защищен алюминиевой фольгой толщиной 4-6 мкм.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства, где
1. рабочее место оператора,
2. радиационная защита,
3. источник ионизирующего излучения,
4. детектор ионизирующего излучения,
5. система обработки информации,
6. источник монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц,
7. детектор α-частиц,
8. спектрометрический детектор γ-излучения,
9. система задержанных α-γ совпадений,
10. досматриваемый груз.
Работа устройства происходит следующим образом:
После сканирования перевозимого груза - 10 ионизирующим (в частности рентгеновским) излучением от источника - 3 при возникновении неясностей при интерпретации теневого изображения отдельных частей контролируемого груза, к этим частям с помощью специального устройства выдвигают устройство идентификации, с помощью которого определяют элементный состав подозреваемого объекта. Данное устройство включает в себя: источник монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц - 6,
детектор ос-частиц - 7, спектрометрический детектор гамма γ-излучения - 8, систему задержанных α-γ совпадений - 9.
Под действием пучка дейтронов, ускоренного в указанном ускорителе до энергии 100-150 КэВ в тритиевой мишени рождаются монохроматические нейтроны с энергией 14 МэВ и сопутствующие им α-частицы с энергией 3,6 МэВ, вылетающие во взаимопротивоположных направлениях. При этом, если α-частица попадает в α-детектор - 7, то при известной скорости α-частицы, расстоянию от мишени до детектора по моменту ее регистрации в детекторе определяется момент испускания соответствующего нейтрона. Точность определения момента испускания определяется временем высвечивания применяемого в детекторе α-частиц сцинтиллятора. Поэтому в предлагаемом устройстве применен активированный полистирол со временем высвечивания около 2 нc.
Поток соответствующих регистрируемым α-частицам нейтронов (при скорости ровно в 4 раза превышающей скорость α-частиц) пронизывает исследуемый объект. В веществе объекта нейтроны взаимодействуют с ядрами атомов и порождают γ-излучение, энергетический спектр которого однозначно определяется атомным номером и атомной массой вещества, находящегося в исследуемом объекте.
Для измерения энергетических спектров испускаемого γ-излучения применяется γ-детектор - 8. Таким образом, по измеренному спектру γ-излучения устанавливается наличие в исследуемом объекте вещества того или иного элемента. Чувствительность предлагаемого устройства многократно повышается, если применяется система задержанных α-γ-совпадений, т.е. γ-излучение регистрируется только в узком
временном интервале, равном времени высвечивания α-детектора, сдвинутом на разность времен пролета нейтрона от мишени до определенного места в исследуемом объекте и α-частицы от мишени до α-детектора.
Учитывается также время пролета испущенного кванта γ-излучениядо γ-детектора.
Таким образом, определяется не только наличие в исследуемом объекте скрытого вещества, состоящего из определенных химических элементов, но также и расстояние от мишени до атомов указанного вещества, т.е. его геометрическая форма. Следует отметить, что применение в устройстве матричного детектора α-излучения позволяет установить с определенной точностью место расположения скрытого вещества в исследуемом объекте, а расположение γ-детекторов на определенном расстоянии от исследуемого объекта в свою очередь позволяет осуществлять эффективную дискриминацию событий, обусловленных загрузкой γ-детекторов характеристическим γ-излучением исследуемого объекта (например. С, N, О - ядер) от фоновых событий загрузки γ-детекторов рассеянным нейтронным излучением, поскольку при таком расположении γ-детекторов фоновые импульсы нейтронного излучения приходят в другом временном интервале.