BR112016026285B1

BR112016026285B1 - Sistema e método de inspeção por radiação de modo duplo em alvo móvel do tipo passagem rápida

Info

Publication number: BR112016026285B1
Application number: BR112016026285-9A
Authority: BR
Inventors: Yanfeng Cao; Shaofeng WANG; Xiong YAN; Jianbin Zheng; Dan Zhang; Suqi Li; Zhitao Feng
Original assignee: Powerscan Company Limited
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2022-06-21
Also published as: EP3109678A4; SA516371631B1; CN108445546A; US10466382B2; EP3109678A1; BR112016026285A2; EA037954B1; WO2015172464A1; US20170090062A1; CN103984035A; MY181379A; EA201691636A1

Abstract

SISTEMA E MÉTODO DE INSPEÇÃO POR RADIAÇÃO DE MODO DUPLO EM ALVO MÓVEL DO TIPO PASSAGEM RÁPIDA Sistema e método de inspeção por radiação de modo duplo em alvo móvel do tipo passagem rápida que compreendem uma fonte de radiação, um colimador (220), unidades de sensor (110, 121, 122, 150, 160), um módulo de controle (500), um detector de radiação e um dispositivo de imageamento de radiação, em que as unidades de sensor (110, 121, 122, 150, 160) são usadas para identificar o tipo de um alvo em movimento e monitorar a posição do alvo em movimento em um canal de inspeção; o módulo de controle (500) é usado para controlar uma fonte de radiação para emitir raios em um modo de funcionamento predefinido com base no tipo e na posição do alvo em movimento; o modo de funcionamento predefinido corresponde ao tipo do alvo em movimento, e os raios emitidos pela fonte de radiação em diferentes modos de funcionamento diferem na taxa de dosagem. Também é revelado um método de inspeção de radiação de modo duplo em alvo móvel do tipo passagem rápida. O sistema e o método de inspeção descritos acima têm capacidade para inspeção de radiação de todos os alvos em movimento como veículos.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se ao campo técnico de imageamento de radiação e, especificamente, ao sistema e método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO:

[002] Um sistema de radiação de alta energia geralmente tem uma fonte de radiação, um colimador para colimar os raios emitidos da fonte de radiação para um feixe em formato de setor, um sensor para detectar a posição de um objeto em movimento, um detector de radiação, um dispositivo de imageamento de radiação, um aparelho de proteção contra radiação, etc. Tal tipo de sistema de radiação de alta energia é utilizado para varrer automaticamente um objeto que se move em alta velocidade, como um veículo, para inspeção, e pode conseguir uma verificação de segurança a respeito de contrabando, objetos ilegais e proibidos sem interromper a passagem dos veículos com alta velocidade, e é um meio ideal usado para implantar uma verificação de segurança a veículos e cargas.

[003] Durante a inspeção de radiação em veículos que se movem em alta velocidade, é necessário evitar radiação e varredura na porção do veículo que contém pessoas. Geralmente, a fonte de radiação emite raios após a cabine de direção passar pela posição de varredura, e os raios varrem apenas o compartimento de carga atrás da cabine de direção, ao invés de varrer a cabine de direção, o que, desse modo, garante que o motorista possa ser protegido de dano por radiação. Como resultado, o sistema de radiação, entretanto, não consegue varrer a cabine de direção do veículo (como a cabeça do veículo de um caminhão de carga) e cancela completamente a varredura para alguns veículos que carregam passageiros (como um ônibus com uma alta densidade de passageiros no mesmo). Portanto, uma inspeção em todo o veículo pode não ser realizada, o que causa um risco de segurança potencial.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] Em vista disso, na(s) modalidade(s) da presente invenção, o sistema e método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida são fornecidos. Em relação a diferentes tipos de objetos em movimento ou a diferentes porções do mesmo objeto em movimento, diferentes modos de funcionamento da varredura de radiação são usados, o que, desse modo, permite a inspeção em todo o veículo, sendo que a segurança da(s) pessoa(s) é garantida.

[005] Na(s) modalidade(s) da presente invenção, um sistema de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida é fornecido, sendo que compreende: uma fonte de radiação, um colimador, uma unidade de sensor, um módulo de controle, um detector de radiação e um dispositivo de imageamento de radiação, em que a unidade de sensor é usada para identificar um tipo de um objeto em movimento e monitorar uma posição do objeto em movimento em uma passagem de inspeção; o módulo de controle é usado para controlar a fonte de radiação para emitir raios em um modo de funcionamento predefinido, com base no tipo e na posição do objeto em movimento; em que, o modo de funcionamento predefinido corresponde ao tipo do objeto em movimento, e os raios emitidos da fonte de radiação em diferentes modos de funcionamento diferem em taxa de dose.

[006] De preferência, o modo de funcionamento predefinido compreende um modo de taxa de dose constante e um modo de taxa de dose não constante; no modo de taxa de dose constante, a taxa de dose dos raios é mantida como uma baixa taxa de dose; enquanto no modo de taxa de dose não constante, a taxa de dose dos raios é alternada entre uma baixa taxa de dose e uma alta taxa de dose; em que a baixa taxa de dose é mais baixa que um limite especificado nas regulações de segurança de radiação enquanto a alta taxa de dose é mais alta que o limite especificado nas regulações de segurança de radiação.

[007] De preferência, a intensidade média de fluxo de elétrons referida quando a fonte de radiação emite raios em baixa taxa de dose é de 1 a 20% daquela referida quando a fonte de radiação emitir raios em alta taxa de dose.

[008] De preferência, a fonte de radiação é usada para emitir raios de mono energia e/ou raios de energia dupla.

[009] De preferência, a unidade de sensor compreende uma primeira subunidade de sensor, uma segunda subunidade de sensor e uma terceira subunidade de sensor, sendo que a primeira subunidade de sensor está localizada em um lado a montante de uma região de inspeção de radiação na passagem de inspeção enquanto a segunda e a terceira subunidades de sensor estão localizadas em um lado a jusante da região de inspeção de radiação; uma distância entre a segunda e a terceira subunidades de sensor é maior ou igual a L, em que L é um comprimento máximo de um espaço para conter pessoas entre diversos tipos de objetos em movimento.

[010] De preferência, o detector de radiação é um detector de matriz em 2D, que compreende uma pluralidade de detectores de matriz em 1D que são dispostos para serem adjacentes de modo próximo uma ao outro.

[011] De preferência, o colimador tem uma pluralidade de fendas estreitas que são dispostas de modo que os raios que atravessam o colimador cubram o detector de radiação.

[012] Na(s) modalidade(s) da presente invenção, um método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida com base no(s) sistema(s) acima é fornecido adicionalmente, e o mesmo compreende: considerar o objeto em movimento como tendo uma cabine de direção e um compartimento de carga, quando a cabine de direção estiver prestes a entrar na região de inspeção, realizar varredura com raios em baixa taxa de dose; quando a cabine de direção sair da região de inspeção e o compartimento de carga estiver prestes a entrar na região de inspeção, realizar varredura com raios em alta taxa de dose; e após o objeto em movimento completamente sair da região de inspeção, parar a varredura.

[013] De preferência, durante uma única inspeção de radiação, os raios em baixa taxa de dose são raios de mono energia ou raios de energia dupla, e os raios em alta taxa de dose são raios de mono energia ou raios de energia dupla.

[014] De preferência, quando os raios em baixa taxa de dose forem os raios de mono energia, a energia de radiação dos raios é de 1,6022x10-13 a 1,442x10-12 J (1 a 9 MeV); e quando os raios em baixa taxa de dose são os raios de energia dupla, os estados de alta e baixa energia dos raios são selecionados a partir de um dos seguintes três itens: @ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 9,6131x10-13 J (1 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); @ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 4,8065x10-13 J (1 a 3 MeV) e uma alta energia de 3,2044x10-13 a 8,0109x10-13 J (2 a 5 MeV); @ uma baixa energia de 4,8065x10-13 a 9,6131x10-13 J (3 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); em que a alta energia dos raios de energia dupla é sempre mais alta que a baixa energia dos mesmos.

[015] De preferência, quando os raios em alta taxa de dose forem os raios de mono energia, a energia de radiação dos raios é de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); e quando os raios em alta taxa de dose são os raios de energia dupla, os estados de alta e baixa energia dos raios são selecionados a partir de um dos seguintes dois itens: Φ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 9,6131x10-13 J (1 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); ® uma baixa energia de 4,8065x10-13 a 9,6131x10-13 J (3 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); em que a alta energia dos raios de energia dupla é sempre mais alta que a baixa energia dos mesmos.

[016] De preferência, quando tanto os raios em baixa taxa de dose e os raios em alta taxa de dose forem os raios de energia dupla, existem pelo menos três estados de energia durante uma única inspeção de radiação.

[017] Na(s) modalidade(s) da presente invenção, um método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida com base no(s) sistema(s) acima é fornecido adicionalmente, e o mesmo compreende: considerar o objeto em movimento que tem todas as suas cabine/compartimento(s) contendo pessoas, quando o objeto em movimento estiver prestes a entrar na região de inspeção, realizar varredura com raios em baixa taxa de dose; após o objeto em movimento completamente sair da região de inspeção, parar a varredura.

[018] De preferência, durante uma única inspeção de radiação, os raios em baixa taxa de dose são raios de mono energia ou raios de energia dupla.

[019] De preferência, quando os raios em baixa taxa de dose forem os raios de mono energia, a energia de radiação dos mesmos é de 1,6022x10-13 a 1,442x10-12 J (1 a 9 MeV); e quando os raios em baixa taxa de dose são os raios de energia dupla, os estados de alta e baixa energia dos raios são selecionados a partir de um dos seguintes dois itens: @ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 9,6131x10-13 J (1 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); @ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 4,8065x10-13 J (1 a 3 MeV) e uma alta energia de 3,2044x10-13 a 8,0109x10-13 J (2 a 5 MeV); em que a alta energia dos raios de energia dupla é sempre mais alta que a baixa energia dos mesmos.

[020] Os efeitos benéficos da presente invenção: na(s) modalidade(s) da presente invenção, com base no tipo do objeto varrido, o modo de funcionamento da varredura de radiação da fonte de radiação é determinado, e diferentes modos de funcionamento são usados para diferentes tipos de objetos em movimento; a inspeção de radiação é 100% realizada no objeto em movimento; quando o cargo estiver sob varredura de radiação de alta energia em alta taxa de dose, é garantido que uma pessoa receba uma dose de radiação cada vez mais baixa que o limite especificado nas regulações de segurança; e a identificação de material pode ser realizada no modo de varredura de energia dupla. Com a(s) modalidade(s) da presente invenção, a inspeção da varredura de radiação que é estável, confiável, com resposta rápida, e alta em segurança pode ser alcançada, e é um modo ideal para inspeção automática de varredura de velocidade em diferentes tipos de objetos em movimento.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[021] A Figura 1 é um diagrama estrutural de um sistema de inspeção de radiação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[022] A Figura 2 é um diagrama de caso de uso esquemático de um sistema de inspeção de radiação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[023] A Figura 3 é um diagrama de modo de funcionamento esquemático de varredura de radiação a um veículo de carga de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[024] A Figura 4 é um diagrama de modo de funcionamento esquemático de varredura de radiação a um veículo de compartimento de passageiro de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[025] A Figura 5 é um diagrama de modo de funcionamento esquemático de varredura de radiação a um veículo de carga de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[026] A Figura 6 é um diagrama de modo de funcionamento esquemático de varredura de radiação a um veículo de compartimento de passageiro de acordo com outra modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES EXEMPLIFICATIVAS

[027] A partir deste ponto no presente documento, a(s) solução(ões) técnica(s) da presente invenção serão descritas em detalhes em conexão com modalidades específicas e com referência aos desenhos anexos.

[028] Na descrição da quantidade de radiação de raios X ou raios Y a um objeto, parâmetros relacionados à dose de radiação e a taxa de dose de radiação podem ser usados. Por exemplo, a dose absorvida significa a energia média da radiação aceita ou “absorvida” pela massa de unidade/específica de material, em J/kg ou em uma unidade internacional de Gray(Gy), em que 1 J/kg = 1 Gy. A taxa de dose de radiação é a dose de radiação dentro do tempo de unidade. Diminuindo-se a dose de radiação (a partir deste ponto no presente documento a “dose” por brevidade) ou a taxa de dose de radiação (a partir deste ponto no presente documento a “taxa de dose” por brevidade) dos raios, o dano fisiológico pela radiação ao corpo humano pode ser reduzido.

[029] A Figura 1 mostra um diagrama estrutural de um sistema de inspeção de radiação de acordo com uma modalidade da presente invenção, que compreende: uma fonte de radiação, unidades de sensor, um módulo de controle, um detector de radiação e um dispositivo de imageamento de radiação, em que a fonte de radiação pode emitir raios em diferentes taxas de dose que são colimadas por um colimador em um feixe em formato de setor de raios de radiação, irradiar uma região de varredura em uma passagem de inspeção. As unidades de sensor podem identificar o tipo do objeto em movimento e monitorar a posição do objeto em movimento na passagem de inspeção. O módulo de controle pode controlar a fonte de radiação para emitir raios em um modo de funcionamento predefinido. O objeto em movimento é varrido quando passa pela região de varredura. O feixe de raios atravessa o objeto em movimento, então, é recebido pelo detector de radiação, e é usado para formar uma imagem de radiação pelo dispositivo de imageamento de radiação. No presente documento, o modo de funcionamento predefinido da fonte de radiação inclui pelo menos dois modos de funcionamento. Os raios em diferentes modos de funcionamento diferem em taxa de dose. Diferentes modos de funcionamento são ativados com base no tipo do objeto em movimento. A inspeção de radiação é realizada em todo o objeto em movimento.

[030] A Figura 2 mostra um diagrama de estado de uso esquemático de um sistema de inspeção de radiação de acordo com uma modalidade da presente invenção, que compreende: uma fonte de radiação 210, um colimador 220, unidades de sensor (110, 121, 122, 150, 160), uma matriz de detecção 300, um módulo de controle 500 e um dispositivo de imageamento 400, em que a fonte de radiação 210 emite, por exemplo, raios X que são colimados pelo colimador 220 em um feixe em formato de setor de varredura de raios de radiação que irradia uma região de varredura. O objeto em movimento é varrido quando passa pela região de varredura. O feixe de raios atravessa o objeto em movimento, então, é recebido pela matriz de detecção 300, e é usado para formar uma imagem de radiação pelo dispositivo de imageamento 400. As unidades de sensor (110, 121, 122, 150, 160) cooperam com o módulo de controle 500, a controlar o modo de funcionamento da fonte de radiação 210 assim como o tempo para iniciar e parar de emitir os raios.

[031] Especificamente, as unidades de sensor (110, 121, 122, 150, 160) detectam se o objeto em movimento chega (quando o mesmo alcançar a posição em que a unidade de sensor está localizada, a unidade de sensor é disparada) e detectam se o objeto em movimento sai (quando o mesmo sai da posição em que a unidade de sensor está localizada, a unidade de sensor retorna para seu estado não disparado). As unidades de sensor (110, 121, 122, 150, 160) podem ser um sensor fotoelétrico (como um comutador fotoelétrico, um comutador de tela de luz), um sensor de metal (como uma bobina de detecção em solo), um sensor de pressão (como um sensor de carga de eixo), etc., ou pode ser uma combinação desses sensores. As unidades de sensor (110, 121, 122, 150, 160) podem ser dispostas acima do solo da passagem, ou podem ser dispostas abaixo do solo da passagem, para identificar diferentes tipos de objetos em movimento (como um caminhão de carga que tem uma dimensão de perfil relativamente grande ou um carro que tem uma dimensão de perfil relativamente pequena) e diferentes porções do objeto em movimento (como a cabine de direção e o compartimento de carga do veículo de carga). Diferentes tipos de sensores podem ser usados para detectar os parâmetros do objeto, como a velocidade de movimento, o deslocamento ou o peso, etc. Com base na situação prática, um sensor visual pode ser usado, para identificar rapidamente o tipo, ou o deslocamento, etc., do veículo.

[032] Na modalidade da Figura 2, a unidade de sensor 110 é disposta em uma entrada da passagem de inspeção, para detectar se qualquer objeto em movimento entra na passagem de inspeção. A unidade de sensor 160 é disposta em uma saída da passagem de inspeção, para detectar se o objeto em movimento sai da passagem de inspeção. Na entrada e na saída da passagem de inspeção, uma luz de tráfego e uma barra podem ser dispostos adicionalmente, para orientar o objeto em movimento a entrar na passagem de inspeção em um ponto no tempo apropriado, e impedir que pessoas sofram dano por radiação devido à entrada na passagem por acidente. Em alguma(s) modalidade(s), as unidades de sensor 110 e 160 não são necessárias.

[033] A unidade de sensor 121 é disposta no lado a montante da região de varredura, e próximo a um contorno da região de varredura nesse lado. Se a unidade de sensor 121 for disparada, isso significa que um objeto em movimento está prestes a entrar na região de varredura. O módulo de controle 500, com base no sinal que indica que a unidade de sensor 121 foi disparada, controla a fonte de raios 210 para emitir raios, o que, assim, inicia a varredura do objeto em movimento. O modo de funcionamento no qual a fonte de raios 210 emite os raios será descrito em detalhes a partir deste ponto no presente documento.

[034] A unidade de sensor 122 é disposta no lado a jusante da região de varredura, e próximo a um contorno da região de varredura nesse lado. Se a unidade de sensor 122 retornar para seu estado não disparado, isso significa que o objeto em movimento saiu da região de varredura. O módulo de controle 500, com base no sinal proveniente da unidade de sensor 122, controla a fonte de raios 210 para parar imediatamente de emitir raios.

[035] A unidade de sensor 150 é disposta no lado a jusante da região de varredura, separada do contorno da região de varredura nesse lado por certa distância que deve ser maior ou igual a um comprimento máximo de um espaço para conter pessoas (como a cabine de direção) entre diversos tipos de objetos em movimento de modo que quando a unidade de sensor 150 for disparada, a porção da cabine de direção no objeto em movimento atravessou a região de varredura enquanto as porções restantes não atravessaram a região de varredura. A unidade de sensor 150 pode compreender uma pluralidade de comutadores fotoelétricos ou telas de luz instaladas em posições em diferentes alturas para facilitar a identificação de diferentes tipos de veículos, como um pequeno carro ou um caminhão de carga grande, o que, desse modo, garante a inspeção de radiação com um modo de funcionamento adequado da fonte de radiação é realizada nesses veículos.

[036] Para as unidades de sensor (110, 121, 122, 150, 160) na modalidade de Figura 2, a principal função das mesmas é identificar o tipo do objeto em movimento e para monitorar a posição do objeto em movimento na passagem de inspeção. Portanto, em adição ao modo nessa modalidade, outros modos de configuração podem ser projetados para unidades diferentes de sensor com base em requerimentos práticos. Por exemplo, dois sensores podem ser dispostos a montante da região de varredura. Com base em uma diferença de tempo entre pontos no tempo nos quais esses dois sensores são disparados pelo objeto em movimento, respectivamente, assim como uma distância entre esses dois sensores, uma velocidade de corrida do objeto em movimento pode ser obtida. Então, com base nas informações como a posição do objeto em movimento, o comprimento da cabine de direção, etc., o tempo necessário para a cabine de direção e o compartimento de carga do objeto em movimento para alcançar a região de varredura pode ser calculada, respectivamente, e, assim, os pontos no tempo nos quais a cabine de direção e o compartimento de carga alcançam a região de varredura podem ser determinados e a fonte de radiação pode ser ativada para funcionar de um modo de funcionamento adequado, isto é, emitir raios em baixa taxa de dose quando a cabine de direção alcançar a região de varredura e emitir raios em alta taxa de dose quando o compartimento de carga alcançar a região de varredura. Em adição, com base nos pontos no tempo nos quais um objeto em movimento alcança ou sai dos diferentes sensores, assim como a distância entre diferentes sensores, uma velocidade do objeto em movimento em diferentes posições pode ser calculada.

[037] A fonte de radiação 210, como um bétatron, um mícrotron de pista de corrida (RTM), pode emitir raios em diferentes taxas de dose. Tomando-se o bétatron como um exemplo. Controlando-se o tempo de injeção e o tempo de contração, a intensidade de fluxo do feixe de elétrons acelerado e, a partir disso, a taxa de dose dos raios X emitidos a partir do acelerador pode ser controlada, e, assim, os raios em diferentes taxas de dose podem ser obtidos. O acelerador pode operar em modos com a mesma energia e com diferentes doses, e pode ser controlado em tempo real. Uma fórmula para radiação de raio X gerada por elétrons que impactam em um alvo de metal é fornecido como o seguinte:

[038] Na fórmula, Jx é a dose dos raios X, i é a intensidade média de fluxo do feixe de elétrons (em μA), V é a energia de feixe (em J (MeV)). Quando V for 4,8065x10-13 J (3 MeV), n é selecionado como 0,0271 e n é selecionado como 3; e quando V for 1,2817x10-12 J (8 MeV), n é selecionado como 0,0964 e n é selecionado como 2,7. Para a mesma intensidade de fluxo i, quando V for 6,4087x10-13 J (4 MeV) e 1,2817x10-12 J (8 MeV), respectivamente, a taxa de dose de raios do último (quando V for 1,2817x10-12 J (8 MeV)) é de cerca de 36,1 vezes àquela da anterior (quando V for 4 MeV), por período de tempo de unidade. Pode ser visto que a taxa de dose de raios pode ser ajustada ajustando-se tanto a intensidade de fluxo i quanto a energia V do feixe de elétrons. Portanto, ajustando-se de modo apropriado a intensidade de fluxo de elétrons e a energia de radiação da fonte de raios, os requerimentos de regulações de segurança podem ser correspondidos quando a varredura for implantada com baixa taxa de dose, e uma alta capacidade de penetração de radiação pode ser alcançada quando a varredura for implantada com alta taxa de dose.

[039] O colimador 220 protege qualquer raio emitido da fonte de raios, mas que entra em um espaço fora da região de varredura, o que, desse modo, reduz a irradiação de raios ao objeto sob inspeção. O colimador 220 de acordo com a modalidade da presente invenção é feito e material com alta espessura de massa. Em diferentes modalidades, o colimador é dotado de uma ou mais fendas estreitas. Os raios que atravessam a(s) fenda(s) estreita(s) formam um feixe em formato de setor de raios enquanto outros raios são protegidos pelo colimador.

[040] A matriz de detecção 300 converte o raio incidente no material sensível da matriz de detecção a um sinal digital. A matriz de detecção 300 da presente invenção é uma matriz em 1D na estrutura que consiste em uma pluralidade de matrizes em 1D dispostas para serem adjacentes de modo próximo uma à outra, o que pode melhorar a velocidade de varredura do sistema e reduzir a dose para uma única varredura.

[041] De preferência, o feixe em formato de setor de raios, formado pelos raios que atravessam as uma ou mais fendas estreitas do colimador 220, tem sua largura igual a uma largura do(s) material(is) sensível(is) a raio(s) na matriz de detecção 300 de modo que o feixe de raios possa cobrir completamente de modo preciso a(s) região(ões) sensível(is) a raio(s), o que, assim, reduz ainda mais a dose a respeito de uma única varredura o tanto quanto possível. Em processamento, o mesmo pode ser feito de modo que a largura do feixe em formato de setor de raios, formado pelos raios que atravessam o colimador 220, é levemente maior que a largura do raio material sensível da matriz de detecção 300.

[042] O dispositivo de imageamento 400 recebe o sinal digital da matriz de detecção 300, que é, então, processado para formar uma imagem de radiação ou dados do tipo de gráficos, etc., para que as pessoas envolvidas na operação verifiquem. Em adição, o dispositivo de imageamento 400, com base na configuração pela pessoa envolvida na operação, informa o modo de funcionamento da(s) varredura(s) de radiação(ões) desde a fonte de radiação até o módulo de controle 500. O módulo de controle 500, com base no(s) modo(s) de funcionamento informado(s) e no(s) sinal(is) proveniente(s) das unidades de sensor (110, 120, 122, 150, 160), controla a fonte de raios 210 para realizar varredura no(s) dito(s) modo(s) de funcionamento.

[043] A Figura 3 mostra um diagrama de modo de funcionamento esquemático de varredura de radiação da fonte de radiação para a inspeção de radiação em um veículo de carga de acordo com uma modalidade da presente invenção, em que as Figuras 3(b) a 3(e) mostram as taxas de dose dos raios provenientes da fonte de raios e os estados de energia de radiação em diferentes modos. Deve ser notado que cada uma das modalidades da Figura 3 à Figura 6 será descrita em conjunto com o modo de disposição das unidades de sensor conforme mostrado na Figura 2.

[044] A Figura 3(a) é o objeto em movimento da presente modalidade, isto é, o veículo de carga, o todo do qual deve ser aceito a uma inspeção de varredura. Durante a varredura, a porção de cabeça do veículo (quando o motorista estiver sentado) e a porção de compartimento do veículo (quando a carga estiver carregada) são lidadas de diferentes maneiras. A porção de cabeça do veículo é varrida por raios em baixa taxa de dose para garantir que a dose absorvida em uma única varredura pela pessoa na mesma corresponda aos requerimentos nas regulações de segurança relacionadas (como ANSI43.17, IEC62463); enquanto a porção de compartimento do veículo é varrida pelos raios em alta taxa de dose para melhorar a capacidade de penetração do raio. A Figura 3(b) mostra um estado da taxa de dose dos raios durante a varredura de todo o veículo de carga. As Figuras 3(c), 3(d) e 3(e) são os diagramas de estado de energia dos raios, respectivamente, durante a operação da Figura 3(b).

[045] Na Figura 3(b), o ponto no tempo t121 é o ponto no tempo no qual o veículo alcança a unidade de sensor 121, a unidade de sensor 121 é disparada e o veículo está prestes a entrar na região de varredura. O módulo de controle 500, com base no sinal disparado, controla a fonte de raios 210 para emitir raios em baixa taxa de dose (estado de DL). No ponto no tempo t1221, o veículo alcança a unidade de sensor 122. Em t150, o veículo alcança a unidade de sensor 150, e, nesse momento, a porção de cabeça do veículo (que precisa ser varrida em baixa taxa de dose) passou pela região de varredura enquanto o compartimento do veículo (que é varrido em alta taxa de dose) está prestes a entrar na região de varredura. Dessa forma, o módulo de controle 500, com base no sinal proveniente da unidade de sensor 150, controla a fonte de raios para emitir raios em alta taxa de dose (estado de DH), varrendo a porção de compartimento do veículo. Em t1220, o veículo sai da unidade de sensor 122, e o módulo de controle 500 controlam a fonte de raios para parar imediatamente de emitir raios. Até então, o dispositivo de imageamento de radiação 400 obtém uma imagem completa de radiação por varredura da cabeça do veículo em baixa taxa de dose e varredura do compartimento do veículo em alta taxa de dose.

[046] Na Figura 3(c), a fonte de raios 210 continua a funcionar em um estado de alta energia (EH) durante todo o processo de varredura. A porção de cabeça do veículo é varrida em baixa taxa de dose (estado de DL) enquanto a porção de compartimento do veículo é varrida em alta taxa de dose (estado de DH). Ou seja, a porção de cabeça do veículo do veículo de carga é varrida de um modo com baixa taxa de dose e alta energia enquanto a porção de compartimento do veículo do mesmo é varrida em um modo com alta taxa de dose e alta energia.

[047] Na Figura 3(d), a porção de cabeça do veículo é varrida em um modo com baixa taxa de dose e alta energia enquanto a porção de compartimento do veículo é varrida em um modo com alta taxa de dose, e energia dupla na qual a fonte de radiação emite raios de energia dupla, isto é, os raios que são emitidos o estado de alta energia e no estado de baixa energia alternadamente. Consequentemente, os raios que mantêm seu único estado de energia são chamados raios de mono energia, como mostrado na Figura 3(c). O modo mostrado na Figura 3(d) pode satisfazer a necessidade a respeito de varredura da cabeça do veículo com baixa taxa de dose e também pode ser usado para obter a imagem de energia dupla da porção de compartimento do veículo com a capacidade de penetração relativamente alta. Além disso, já que a imagem de energia dupla obtida pela varredura de energia dupla pode ser usada para identificar diferentes materiais, a modalidade da Figura 3(d) pode ser usada adicionalmente para identificar o material da carga carregada pelo veículo.

[048] Na Figura 3(e), durante todo o processo de varredura, a fonte de raios 210 emite raios de energia dupla. Ou seja, a porção de cabeça é varrida de um modo com baixa taxa de dose e energia dupla enquanto a porção de compartimento do veículo do mesmo é varrida em um modo com alta taxa de dose e energia dupla. Dessa forma, a necessidade a respeito de varredura da cabeça do veículo em baixa taxa de dose pode ser correspondida, e a imagem de energia dupla de todo o veículo também pode ser obtida.

[049] A Figura 4 é um diagrama de modo de funcionamento esquemático da varredura de radiação para a inspeção de radiação em um veículo de compartimento de passageiros de acordo com uma modalidade da presente invenção, no qual as Figuras 4(b) a 4(d) mostram as taxas de dose e os estados de energia de radiação dos raios emitidos a partir da fonte de raios em diferentes modos.

[050] A Figura 4(a) é o objeto em movimento da presente modalidade, isto é, o veículo que carrega pessoas, no qual uma inspeção de varredura é realizada. Como a pessoa pode estar sentada em qualquer assento da fileira da frente ou da fileira de trás do veículo, todo o veículo é varrido pelos raios em baixa taxa de dose durante a varredura. A Figura 4(b) mostra um estado da taxa de dose dos raios durante a varredura de todo o veículo que carrega pessoas. As Figuras 4(c) e 4(d) são os diagramas de estado de energia dos raios, respectivamente, durante a operação da Figura 4(b).

[051] Na Figura 4(b), t121 é o ponto no tempo no qual o veículo alcança a unidade de sensor 121, o que indica que o veículo está prestes a entrar na região de varredura. O módulo de controle 500, com base no sinal proveniente da unidade de sensor 121, controla a fonte de raios 210 para emitir raios em baixa taxa de dose (estado de DL); t1221 é o ponto no tempo no qual o veículo alcança a unidade de sensor 122; t1220 é o ponto no tempo no qual o veículo sai da unidade de sensor 122, o que indica que o veículo sai da região de varredura. O módulo de controle 500 controla a fonte de raios para parar de emitir raios. Durante todo o processo de varredura, a fonte de raios 210 sempre emite os raios em baixa taxa de dose (estado de DL). A unidade de sensor 150 não será disparada.

[052] Na Figura 4(c), a fonte de raios 210 continua a funcionar em um estado de alta energia (EH) durante todo o processo de varredura. Ou seja, todo o veículo é varrido em baixa taxa de dose no modo de alta energia.

[053] Na Figura 4(d), a fonte de raios 210 emite os raios de energia dupla durante todo o processo de varredura. Ou seja, todo o veículo é varrido em um modo com baixa taxa de dose e energia dupla.

[054] A Figura 5 mostra um diagrama de modo de funcionamento esquemático de varredura de radiação a um veículo de carga de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[055] Na Figura 5(b), a taxa de dose estado dos raios provenientes da fonte de radiação 210 e a variação dos mesmos são as mesmas que aquelas na Figura 3(b).

[056] Na Figura 5(c), durante a varredura, a fonte de raios 210 funciona no estado de baixa energia (EL) e no estado de alta energia (EH). A porção de cabeça é varrida de um modo com baixa taxa de dose e baixa energia enquanto a porção de compartimento do veículo do mesmo é varrida em um modo com alta taxa de dose e alta energia.

[057] Na Figura 5(d), durante a varredura, a fonte de raios 210 varre a porção de cabeça do veículo em um modo com baixa taxa de dose e baixa energia, e varre a porção de compartimento do veículo em um modo com alta taxa de dose e energia dupla, em que, no modo de energia dupla, a alta energia é identificada com EH e a baixa energia é identificada com EL.

[058] Na Figura 5(e), durante a varredura, a fonte de raios 210 emite os raios de energia dupla. A porção de cabeça do veículo é varrida em um modo com baixa taxa de dose e energia dupla enquanto a porção de compartimento do veículo é varrida em um modo com alta taxa de dose e energia dupla, em que no modo com baixa taxa de dose e energia dupla, a alta energia é identificada com EH1 e a baixa energia é identificada com EL1; enquanto no modo com alta taxa de dose e modo de energia dupla, a alta energia é identificada com EH2 e a baixa energia é identificada com EL2. No presente documento, EL1 e EL2 podem ser iguais entre si ou podem ser diferentes entre si, e EH1 e EH2 podem ser iguais entre si ou podem ser diferentes entre si, contanto que a imagem de energia dupla de todo o veículo possa ser obtida. Por exemplo, durante a varredura conforme mostrado na Figura 5(e), os estados de energia dos raios são configurados de modo que EL1^EL2 e EH1^EH2. Dessa forma, existirão quatro estados de energia dos raios emitidos durante tal processo: EL1, EL2, EH1 e EH2. Se for configurado de modo que EL1 =EL2 e EH1^EH2, existirão três estados de energia durante varredura: EL1(EL2), EH1 e EH2.

[059] A Figura 6 mostra um diagrama de modo de funcionamento esquemático de varredura de radiação a um veículo de compartimento de passageiro de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[060] Na Figura 6(b), a taxa de dose estado dos raios provenientes da fonte de radiação 210 e a variação dos mesmos são as mesmas que aquelas na Figura 4(b).

[061] Na Figura 6(c), a fonte de raios 210 continua a funcionar em um estado de baixa energia (EL) durante todo o processo de varredura. Ou seja, todo o veículo é varrido em um modo com baixa taxa de dose e baixa energia.

[062] Na Figura 6(d), a fonte de raios 210 emite os raios de energia dupla durante todo o processo de varredura. Dessa forma, todo o veículo é varrido em um modo com baixa taxa de dose e energia dupla, em que a alta energia e a baixa energia dos raios de energia dupla são identificadas com EH1 e EL1, respectivamente.

[063] Na(s) modalidade(s) da presente invenção, a intensidade média de fluxo de elétrons referida quando a fonte de radiação emite raios em baixa taxa de dose é de 1 a 20% daquela referida quando a fonte de radiação emitir raios em alta taxa de dose.

[064] Na(s) modalidade(s) da presente invenção, EH é de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12J (4 a 9 MeV), EL é de 1,6022x10-13 a 9,6131x10-13 J (1 a 6 MeV).

[065] Na(s) modalidade(s) da presente invenção, EH1 é de 3,2044x10-13 a 8,0109x10-13 J (2 a 5 MeV), EL1 é de 1,6022x10-13 a 4,8065x10-13 J (1 a 3 MeV), EH2 é de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV), EL2 é de 4,8065x10-13 a 9,6131x10-13 J (3 a 6 MeV).

[066] Até este ponto no presente documento, as soluções técnicas da presente invenção são descritas em detalhes em conexão com modalidades específicas. As modalidades específicas descritas são usadas para facilitar a compreensão do conceito da presente invenção. Qualquer derivação ou variação feita por pessoas versadas na técnica com base nas modalidades específicas da presente invenção estará englobada ao escopo de proteção da presente invenção.

Claims

1. Sistema de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, caracterizado pelo fato de que compreende: uma fonte de radiação, um colimador, uma unidade de sensor, um módulo de controle, um detector de radiação e um dispositivo de formação de imagem de radiação, em que, a fonte de radiação é uma betatron, a unidade de sensor é usada para identificar um tipo de um objeto em movimento e monitorar uma posição do objeto móvel em uma passagem de inspeção; o módulo de controle é usado para controlar a fonte de radiação para emitir raios em um modo de funcionamento predefinido, com base no tipo e na posição do objeto em movimento; em que, o modo de funcionamento predefinido corresponde ao tipo do objeto em movimento, e os raios emitidos a partir da fonte de radiação em diferentes modos de funcionamento diferem em taxa de dose, e a intensidade de fluxo média de elétrons referida quando a fonte de radiação emite raios em baixa taxa de dose é de 1 a 20% daquela referida quando a fonte de radiação emitir raios em alta taxa de dose, em que a intensidade de fluxo de um feixe de elétrons é controlada através do controle de tempo de injeção e tempo de contração do feixe de elétrons.

2. Sistema de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o modo de funcionamento predefinido compreende um modo de taxa de dose constante e um modo de taxa de dose não constante; no modo de taxa de dose constante, a taxa de dose dos raios é mantida como uma baixa taxa de dose; enquanto no modo de taxa de dose não constante, a taxa de dose dos raios é alternada entre uma baixa taxa de dose e uma alta taxa de dose; em que a baixa taxa de dose é mais baixa que um limite especificado nas regulações de segurança de radiação enquanto a alta taxa de dose é mais alta que o limite especificado nas regulações de segurança de radiação.

3. Sistema de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de radiação é usada para emitir raios de mono energia e/ou raios de energia dupla.

4. Sistema de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de sensor compreende uma primeira subunidade de sensor, uma segunda subunidade de sensor e uma terceira subunidade de sensor, sendo que a primeira subunidade de sensor está localizada em um lado a montante de uma região de inspeção de radiação na passagem de inspeção enquanto a segunda e a terceira subunidades de sensor estão localizadas em um lado a jusante da região de inspeção de radiação; uma distância entre a segunda e a terceira subunidades de sensor é maior ou igual a L, em que L é um comprimento máximo de um espaço para conter pessoas entre diversos tipos de objetos em movimento.

5. Sistema de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o colimador tem uma pluralidade de fendas estreitas que são dispostas de modo que os raios que atravessam o colimador cubram o detector de radiação.

6. Método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida com base no sistema de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender: considerando que o objeto em movimento tem uma cabine de direção e um compartimento de carga, quando a cabine de direção estiver prestes a entrar na região de inspeção, realizar a varredura com raios em baixa taxa de dose; quando a cabine de direção sair da região de inspeção e o compartimento de carga estiver prestes a entrar na região de inspeção, realizar a varredura com raios em alta taxa de dose; e após o objeto móvel sair completamente da região de inspeção, parar a varredura.

7. Método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que durante uma única inspeção de radiação, os raios em baixa taxa de dose são raios de mono energia ou raios de energia dupla, e os raios em alta taxa de dose são raios de mono energia ou raios de energia dupla.

8. Método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, quando os raios em baixa taxa de dose forem os raios de mono energia, a energia de radiação dos raios é de 1,6022x10-13 a 1,442x10-12 J (1 a 9 MeV); e quando os raios em baixa taxa de dose forem os raios de energia dupla, os estados de alta e baixa energia dos raios são selecionados a partir de um dos três itens seguintes: @ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 9,6131x10-13 J (1 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); @ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 4,8065x10-13 J (1 a 3 MeV) e uma alta energia de 3,2044x10-13 a 8,0109x10-13 J (2 a 5 MeV); @ uma baixa energia de 4,8065x10-13 a 9,6131x10-13 J (3 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); em que a alta energia dos raios de energia dupla é sempre mais alta que a baixa energia dos mesmos.

9. Método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, quando os raios em alta taxa de dose forem os raios de mono energia, a energia de radiação dos raios é de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); e quando os raios em alta taxa de dose forem os raios de energia dupla, os estados de alta e baixa energia dos raios são selecionados a partir de um dos dois itens seguintes: @ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 9,6131x10-13 J (1 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); @ uma baixa energia de 4,8065x10-13 a 9,6131x10-13 J (3 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); em que a alta energia dos raios de energia dupla é sempre mais alta que a baixa energia dos mesmos.

10. Método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, quando tanto os raios em baixa taxa de dose quanto os raios em alta taxa de dose forem os raios de energia dupla, existem pelo menos três estados de energia durante uma única inspeção de radiação.

11. Método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida com base no sistema de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender: considerando que o objeto em movimento tem todas as suas cabine(s)/compartimento(s) contendo pessoas, quando o objeto em movimento estiver prestes a entrar na região de inspeção, realizar varredura com raios em baixa taxa de dose; após o objeto móvel sair completamente da região de inspeção, parar a varredura.

12. Método de inspeção de radiação de modo duplo em objeto móvel do tipo passagem rápida, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que: quando os raios em baixa taxa de dose forem raios de mono energia, a energia de radiação dos raios é de 1,6022x10-13 a 1,442x10-12 J (1 a 9 MeV); e quando os raios em baixa taxa de dose forem raios de energia dupla, os estados de alta e baixa energia dos raios são selecionados a partir de um dos dois itens seguintes: @ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 9,6131x10-13 J (1 a 6 MeV) e uma alta energia de 6,4087x10-13 a 1,442x10-12 J (4 a 9 MeV); @ uma baixa energia de 1,6022x10-13 a 4,8065x10-13 J (1 a 3 MeV) e uma alta energia de 3,2044x10-13 a 8,0109x10-13 J (2 a 5 MeV); em que a alta energia dos raios de energia dupla é sempre mais alta que a baixa energia dos mesmos.