CN103913762A - 一种通道放射性物质检测监控装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通道放射性物质检测监控装置及检测方法，监控装置包含通道本体、终端数据处理模块、至少一个检测模块、POE供电模块以及与所述检测模块数目相同的视频监控探头；检测模块包含放射性检测探头封装箱、放射性检测探头和核测量电子学处理器；放射性检测探头将探测到的放射数据经核测量电子学处理器处理后、通过POE供电模块传递给终端数据处理模块，视频监控探头将视频数据传递给终端数据处理模块，终端数据处理模块显示放射数据以及与数据对应的视频，同时判断放射数据是否超标，如果超标，对超标数据作出警示。本发明响应速度快，能够排除自然本底辐射干扰，具有较大的实用价值。

Description

一种通道放射性物质检测监控装置及检测方法

技术领域

本发明涉及放射性物质安全管理与监控领域，尤其涉及一种通道放射性物质检测监控装置及检测方法。

背景技术

随着核技术应用范围的不断拓宽，医学、工业、农业与能源等领域都有放射源的应用与放射性废物的产生。非法或违规携带放射性物质将给公众带来巨大的安全隐患与潜在健康威胁。放射性核素会以不同照射方式引起组织器官的损伤，甚至会由于辐射的长期效应进而影响到受辐照人的后代。因此世界各国都将放射性物品监察作为安全检查的重要环节之一。在机场、铁路与海关通道处，都要对进出人员与货物进行放射性检测，查看行人、车辆或是物品中是否携带有违禁的核材料与其他放射性物质。

传统通道式放射性检测装置为结构固定的门式结构，门两侧装有放射性探测模块，被检测人员从所设门框内经过，从而对人员进行放射性检测，设备具有空间占用量高，单位时间内检测效率低，人流通过量小，以及隐蔽性差等固有缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种监测效率高、安装调试简单、空间占用量底、隐蔽性高的通道放射性物质检测监控装置及检测方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种通道放射性物质检测监控装置，包含通道本体、终端数据处理模块、至少一个检测模块、POE供电模块以及与所述检测模块数目相同的视频监控探头；

所述通道的下面设有铺放所有检测模块的安置槽；

所述检测模块包含放射性检测探头封装箱、放射性检测探头和核测量电子学处理器，所述放射性检测探头设置在放射性检测探头封装箱内，所述放射性检测探头通过核测量电子学处理器与所述POE供电模块连接；

所述POE供电模块与所述终端数据处理模块连接；

所述视频监控探头设置在所述通道的上壁上，其监视区域与所述检测模块的检测区域一一对应，且均与所述终端数据处理模块连接；

所述放射性检测探头将探测到的放射数据经核测量电子学处理器处理后、通过POE供电模块传递给终端数据处理模块，所述视频监控探头将视频数据传递给终端数据处理模块，所述终端数据处理模块接收到数据后，判断放射数据是否超标，如果超标，对超标数据作出警示，并且锁定对应于探测出超标数据的放射性检测探头的视频监控探头。

作为本发明一种通道放射性物质检测监控装置进一步的优化方案，所述安置槽除上端面外均设有放射性屏蔽层。

作为本发明一种通道放射性物质检测监控装置进一步的优化方案，所述检测模块之间的间距为0-20 cm。

作为本发明一种通道放射性物质检测监控装置进一步的优化方案，所述放射性检测探头采用集成了光电倍增管与前置放大器的大面积塑料闪烁体探头。

作为本发明一种通道放射性物质检测监控装置进一步的优化方案，所述核测量电子学处理器为非插件管座式。

作为本发明一种通道放射性物质检测监控装置进一步的优化方案，所述放射性屏蔽层采用厚度为1cm的铅层。

作为本发明一种通道放射性物质检测监控装置进一步的优化方案，所述放射性屏蔽层采用厚度为2cm的不锈钢层。

本发明还提供一种基于上述通道放射性物质检测监控装置的检测方法，包含以下步骤：

步骤1），经标准源标定后，对天然放射性核素进行探测，计算出探测到的能谱的计数率比值，将其作为标准计数率比值R；

步骤2），根据预先设定的灵敏度m，计算出合理计数率比值范围R±m；

步骤3），对通道进行放射性核素探测，计算出探测到的能谱的计数率比值N；

步骤4），判断计数率比值N是否在合理计数率比值范围R±m内，如果不在，对计数率比值N作出警示，提醒安保人员处理。

作为基于上述通道放射性物质检测监控装置的检测方法进一步的优化方案，所述能谱的计数率比值的具体计算步骤如下：

步骤a），在能谱中截取能量宽度值范围为60-800keV、1300-1600keV、1700-2600keV的部分作为比较标准，并分别统计这三部分能量段中的计数率、记为A，B，C；

步骤b），根据A、B、C计算计数率比值D，公式如下：

D=（A/B） :（B/C）。

当有人员携带违规放射性物品经过探测器上方时，放射性检测探头将γ射线转变为光信号，在经过光电倍增管转变为电信号，通过核测量电子学处理器将信号滤波放大，将数据传至终端数据处理模块，再由终端数据处理模块将视频监控探头联动，将相应检测模块前的画面锁定，以便安保人员能够确定违规人员。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.采用单元模块化安装方式，应对不同需要与不同环境可快速安装。不同宽度可调，若情况需要加宽探测宽度，可在原来基础上继续补充，不会造成原设施的成本浪费。故障维修成本低，可针对相应探测单元进行更换，更换时不会造成系统瘫痪，对非故障区域仍可进行正常监测。可扩展性高，针对性强。电学连接少，不会对周围设施产生较大的影响。

2.采用天然放射性计数比值判定法，利用电子学四道计数器或数字化多道分析器，能够快速判定是否有人工放射源存在。打破传统的探测限监测方式，避免了由于累积量过小而无法报警的固有弊端。采用天然本底比例的判断方法，针对即使对于有伪装的人工管制型放射源，或者带有一定厚度屏蔽材料的放射源依然能够快速准确判定并报警。不会因放射源屏蔽层厚度过厚与放射性活度低等情况而漏报。

3.采用地下安装的方式，由于放射源项和探测器直接的距离较小，因此监测系统拥有更高的灵敏度。地下安装方式不占用通道空间，不会压缩通道通过能力，采用的地下安装方式不会对公众心理带来压力，也让可疑人员无法提前发现自己处于被探测中，地下安装可以通过采用铅屏蔽的方式，来降低环境本底对探测器的影响，大大的降低了探测下限。

附图说明

图1是通道放射性物质检测监控装置的结构示意图。

图中，1-放射性检测探头，2-核测量电子学处理器，3-视频监控探头，4-终端数据处理计算机，5-放射性检测探头封装箱，6-放射性屏蔽层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，本发明公开了一种通道放射性物质检测监控装置及检测方法，其中通道放射性物质检测监控装置包含通道本体、终端数据处理模块、至少一个检测模块、POE供电模块以及与所述检测模块数目相同的视频监控探头；

所述通道的下面设有铺放所有检测模块的安置槽；

所述检测模块包含放射性检测探头封装箱、放射性检测探头和核测量电子学处理器，所述放射性检测探头设置在放射性检测探头封装箱内，放射性检测探头的防护等级为IP67，所述放射性检测探头通过核测量电子学处理器与所述POE供电模块连接；

所述POE供电模块与所述终端数据处理模块连接；

所述视频监控探头设置在所述通道的上壁上，其监视区域与所述检测模块的检测区域一一对应，且均与所述终端数据处理模块连接；

所述放射性检测探头将探测到的放射数据经核测量电子学处理器处理后、通过POE供电模块传递给终端数据处理模块，所述视频监控探头将视频数据传递给终端数据处理模块，所述终端数据处理模块接收到数据后，判断放射数据是否超标，如果超标，对超标数据作出警示，并且锁定对应于探测出超标数据的放射性检测探头的视频监控探头。

所述安置槽除上端面外均设有放射性屏蔽层，放射性屏蔽层可以避免土壤中的天然放射性核素干扰。

所述放射性检测探头采用集成了光电倍增管与前置放大器的大面积塑料闪烁体探头（如：美国Eljen 的EJ-204或北京核仪器厂的HND-S2型号塑料闪烁体探头）；

所述核测量电子学处理器为非插件管座式核电子学处理器包含主放大器与512道及以上（1024道或2048道）的多道分析器；。如ORTEC公司的digibase与Bridgeport instrument公司的MCA。

所述放射性屏蔽层采用厚度为1cm的铅层。

所述放射性屏蔽层还可以采用厚度为2cm的不锈钢层。

所述终端数据处理模块采用PC。

本发明还提供一种基于上述通道放射性物质检测监控装置的检测方法，包含以下步骤：

步骤1），经标准源标定后，对天然放射性核素进行探测，计算出探测到的能谱的计数率比值，将其作为标准计数率比值R；

步骤2），根据预先设定的灵敏度m，计算出合理计数率比值范围R±m；

步骤3），对通道进行放射性核素探测，计算出探测到的能谱的计数率比值N；

步骤4），判断计数率比值N是否在合理计数率比值范围R±m内，如果不在，对计数率比值N作出警示，提醒安保人员处理。

其中能谱的计数率比值的具体计算步骤如下：

步骤a），在能谱中截取能量宽度值范围为60-800keV、1300-1600keV、1700-2600keV的部分作为比较标准，并分别统计这三部分能量段中的计数率、记为A，B，C；

步骤b），根据A、B、C计算计数率比值D，公式如下：

D=（A/B） :（B/C）。 

下面主要描述本发明的模块化隐蔽式人员/货物通道放射性物质检测监控装置的使用方法与工作过程。

步骤1），根据安检场所需要，使用普通交通工具将本发明模块化隐蔽式人员/货物通道放射性物质检测监控装置运送至目的地。在运送时，由于检测模块等级为IP67，防护灰尘吸入（整体防止接触，防护灰尘渗透）；防护短暂浸泡（防浸）。因此在运输时不需要特别防护，运送极为方便。

步骤2），根据安检通道具体宽度确定监测基本模块的使用个数，将本系统安装至通道下方安置槽依次拼装排列，在安装时不需要对场所进行大范围改动，将安装安置槽四周与底部进行γ屏蔽体铺放，安置槽内应确保干燥并防止水进入。

步骤3），将装置运送至指定地点后，进行装配。本发明的模块化隐蔽式人员/货物通道放射性物质检测监控装置安装方式为地下隐蔽式安装，首先将放射性监测探头平铺于地下安置槽内，通过网线进行电源供给与数据传输，POE电源模块的电压为220V，频率为50Hz，每个基本监测单元的功率小于50W。由于整个系统用电量小、布线容易，因此整套系统的安装过程也简单、快捷。

整套系统为无人值守系统，支持7×24小时运行，系统操作简单，无需人员培训，结合辐射探测系统，放射性检测探头将电信号通过核电子学处理器将检测数据通过232串口或TCP网口发送至终端数据处理计算机中。由于天然放射性核素比例相对固定，应用天然放射性核素间确定的比例关系当做基准，当人为引入放射性后，由于放射性比例发生变化，则引起放射性异常报警。在有报警信号产生后，终端数据处理计算机将相应探测模块上方的视频监测数据截取（截取长度为报警前后5s），推送至安保人员计算机上或手持终端上，由安保人员对可疑对象进行详细检测。

Claims (10)

1.一种通道放射性物质检测监控装置，其特征在于，包含通道本体、终端数据处理模块、至少一个检测模块、POE供电模块以及与所述检测模块数目相同的视频监控探头；

所述通道的下面设有铺放所有检测模块的安置槽；

所述检测模块包含放射性检测探头封装箱、放射性检测探头和核测量电子学处理器，所述放射性检测探头设置在放射性检测探头封装箱内，所述放射性检测探头通过核测量电子学处理器与所述POE供电模块连接；

所述POE供电模块与所述终端数据处理模块连接；

所述视频监控探头设置在所述通道的上壁上，其监视区域与所述检测模块的检测区域一一对应，且均与所述终端数据处理模块连接；

所述放射性检测探头将探测到的放射数据经核测量电子学处理器处理后、通过POE供电模块传递给终端数据处理模块，所述视频监控探头将视频数据传递给终端数据处理模块，所述终端数据处理模块接收到数据后，判断放射数据是否超标，如果超标，对超标数据作出警示，并且锁定对应于探测出超标数据的放射性检测探头的视频监控探头。

2.根据权利要求1所述的通道放射性物质检测监控装置，其特征在于，所述安置槽除上端面外均设有放射性屏蔽层。

3.根据权利要求1所述的通道放射性物质检测监控装置，其特征在于，所述安置槽设置在通道下面。

4.根据权利要求3所述的通道放射性物质检测监控装置，其特征在于，所述检测模块之间的间距为0-20 cm。

5.根据权利要求1所述的通道放射性物质检测监控装置，其特征在于，所述放射性检测探头采用集成了光电倍增管与前置放大器的大面积塑料闪烁体探头。

6.根据权利要求1所述的通道放射性物质检测监控装置，其特征在于，所述核测量电子学处理器为非插件管座式。

7.根据权利要求2所述的通道放射性物质检测监控装置，其特征在于，所述放射性屏蔽层采用厚度为1cm的铅层。

8.根据权利要求2所述的通道放射性物质检测监控装置，其特征在于，所述放射性屏蔽层采用厚度为2cm的不锈钢层。

9.基于权利要求1所述的通道放射性物质检测监控装置的检测方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1），经标准源标定后，对天然放射性核素进行探测，计算出探测到的能谱的计数率比值，将其作为标准计数率比值R；

步骤2），根据预先设定的灵敏度m，计算出合理计数率比值范围R±m；

步骤3），对通道进行放射性核素探测，计算出探测到的能谱的计数率比值N；

步骤4），判断计数率比值N是否在合理计数率比值范围R±m内，如果不在，对计数率比值N作出警示，提醒安保人员处理。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述能谱的计数率比值的具体计算步骤如下：

步骤a），在能谱中截取能量宽度值范围为60-800keV、1300-1600keV、1700-2600keV的部分作为比较标准，并分别统计这三部分能量段中的计数率、记为A，B，C；

步骤b），根据A、B、C计算计数率比值D，公式如下：

D=（A/B） :（B/C）。