JPH04504472A - 直接画像形成用のパルス化形高速中性子を用いた禁輸品検出システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 直接画像形成用のパルス生形高速中性子を用いたこの発明は、核応用型の禁輸品 を検出するシステムに関するものであり、特に、スーツケース、トランクまたは その他の対象物などの容器内に隠された禁輸品を正確に検出するための装置およ び方法に関するものである。なお、ここで使用する用語「禁輸品」は、爆薬や違 法な薬物（但し、これらに限定されるものではない）を包含したものである。

診断用の核技法は、一般的に、隠された爆薬またはその他の禁輸品の検出を可能 とする、高透過性の二つの放射線（中性子およびガンマ線）の使用を含んでいる 。これら放射線は、以下のように作用する。すなわち、適当な形式にした一次放 射線で、ある対象物のある指定した体積内の原子核を励起させる。この励起させ た原子核は次に緩和して、その核種に特有の電磁波または粒子線を放出する。

この放出スペクトルの分析によって、その対象物（たとえば爆薬、違法な薬物な ど）の中のある特定の物質の検出を容易に行うことができる。すなわち、もしそ の放出スペクトルがある所与のエネルギの放射線を含んでいる場合には、その対 象物中にある特定の元素が存在していると推定することができる。従って、特定 の強度の特徴的な放射線を示すスペクトルは、検査している対象物中にある特定 の化学元素が存在していることを同定する「サイン」として作用する。従って、 この対象物内の化学元素および／または化合物を同定することは、その物質から 放出される放射線中に在るそれに対応した「サイン」を同定することを含んでい る。たとえば、ゴザニ（Ｇｏｚａｎ　ｉ　）の「核物質の活性で非破壊的な分析 試験（Ａｃｔｉｖｅ　Ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　Ａｓ５ａｙ　ｏｆ　Ｎｕ ｃｌｅａｒ　Ｍａｔｅｒｉａｌ）　Ｊ　、アメリカ合衆国原子力規制委員会（Ｌ ｌｎｉｔｅｄ　５ｔａｔｅｓ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ　Ｃｏｍ ｍ１ｓｓｉｏｎ）　、　ＮＵＲＥＧ−ＣＲ−０U０２，Ｓ ＡＩ−ＦＭ−２５８５（１９８１）を参照されたい。

非侵入性診断という目的のため、中性子を一次放射線として使用し、そしてこの 結果発生するガンマ線スペクトルを測定することが、一般的な方法である。たと えば、米国特許第３．８３２．５４５号には、主として熱エネルギの中性子を使 用する核応用型の爆薬検出システムが開示されている。また、これとは対照的に 、ヨーロッパ特許公報ＥＰ−０−２２７−４９７−ＡＩには、７〜１５ミリオン 電子ボルト（ＭｅＶ）のエネルギの高速中性子を使用した、核応用型の爆薬検出 システムが開示されている。上記の熱中性子に基づく検出システムの欠点は、実 際上の目的として、元来、傷薬の４つの主要な構成成分の内の一つのみ、すなわ ち、窒素（および時には水素）のサインしたしか与えないことである。一方、上 記の高速中性子に基づく検出システムにおいては、爆薬の４つの構成成分全てま たは他の禁輸品のサインを与えるようにすることができ、これによってこの高速 中性子禁輸品検出システムの尋問力を強化している。（爆薬の上記の４つの主要 な化学成分は、水素、炭素、窒素、酸素である）しかしながら、単にある特定の 禁輸品の構成元素のサインを得たことが、必ずしもその検査対象中にそのような 禁輸品が存在していることを示すことにならない、ということに気をつけなけれ ばならない。これは、多くの良性の物質（非禁輸品）もそれらの元素を含んでい るためである。従って、その尋問物中の元素密度の分布の三次元的な画像を、禁 輸品と非禁輸品をさらに判別する助けとなる画像として得ることができれば、診 断上非常に好都合となる。このような目的のための適当な三次元画像は、対象物 に対℃その部分毎に中性子照射を行い、各部分より発生される信号のエネルギお よび強度のコンピュータ応用分析を行うことで、都合よく得ることができる。こ うした分析は、過去においてはその対象物の周囲にガンマ線検出器を適切に配置 することを必要としていた。

以上のように、禁輸品（たとえば爆薬）の検出のため中性子により対象物を尋問 することは、従来より知られたものである。中性千尋間の中で、最も一般的でか つ商業化が行われている唯一の形態は、熱中性子放射化（ＴＮＡ）である。この ＴＮＡ技術においては、尋問中の対象物を低エネルギ中性子にさらして、その対 象物の中の元素に特有のエネルギを持ったガンマ線を発生させる。そして、ある 特定のエネルギのガンマ線を検出しカウントする。次に、そのカウントから、尋 問中のその対象物内の窒素の存在度を判定するようになっている。このＴＮＡ技 術の爆薬検出の信頼度は、その爆薬が大きな窒素含有量量と密度とをもっている かどうかに大いに依存している。

爆薬を検出するための別の既知の技術は、高速中性子放射化（ＦＮＡ）である。

このＦＮＡ技術は、尋問対象物に対し中性子で衝撃を加える点で、ＴＮＡ技術と 同じである。しかしながら、このＦＮＡの場合、中性子はたとえば１４ＭｅＶと いうより一層高いエネルギを持つので、これらが発生させるガンマ線では、別の 付は加えた元素の有無検出も可能である。具体的には、ＦＮＡでは、窒素のほか 、水素、炭素および酸素の検出が可能となっている。従って、これらの元素の相 対濃度は、ある特定の物質、すなわち禁輸品の同定に更に役立つ「サイン」を構 成するものとなる。

傷薬を検出する更に別の技術は、高速中性子を発生するＴ　（ｄ、ｎ）’Ｈｅ反 応において生成するアルファ粒子の検出を含んだものである。それら中性子とア ルファ粒子は、互いに反対の方向に放出される。そのアルファ粒子を検出するの は、トリチウム標的の近くの小さい粒子検出器である。また、それに対応した中 性子は、標的がアルファ検出器に対する立体角と等しい立体角内の１８０°方向 に放出される。この立体角は、スーツケースやその他の容器などのサンプルの尋 問に使用するる中性子の「ビーム」を定めるものである。また、そのサンプルの 近傍にはガンマ線検出器を配置して、それらアルファ粒子と同時発生するガンマ 線を検出するようにする。そのアルファ粒子の検出とこのガンマ線の検出との時 間差によって、そのビームに沿ったガンマ線源の位置が与えられる。そのガンマ 線発生源の三次元画像は、そのビームを走査することにより生成することができ る。

最後に、フランス特許公報＃ＥＰ　Ｏ２２７４９７ＡＩ、および最近クアラルン プールで開催されたアジア／太平洋航空セミナ（１９８７年８月１７日〜２１日 ）において配布された資料に示されているように、同じ１つの検出システムにお いて、高速中性子と熱中性子の双方を組み合わせることも、当該分野では公知で ある。これらの文献に示されているように、部分的に減速させた１４ＭｅＶのパ ルス生形中性子の発生源と、１つまたはそれ以上の十分にシールドしたゲルマニ ウム検出器と、を使用している。高速中性子のバースト中の（ｎ、ｘγ）反応に より窒素および酸素の判定を行い、そしてパルスとパルスとの間で熱化中性一般 的にまた簡単に述べると、本発明は、中性子を使用して、たとえば貨物トラック や個々の荷物などの容器内に閉じこめられたれた対象物の「中を見る」ことによ り、それらの中の特定の原子核即ち元素の存在度を判定するための、非常に有効 でしかも直接的な方法を提供する。一旦そのような存在度を知ることができれば 、全ての関心のある禁輸品は特定の原子元素を同定可能な比率および密度で含有 しているので、特定の禁輸品の同定を容易に行うことができる。中性子技術を用 いた従来技術と同様に、対象物の「中を見る」ことは、核反応で発生したガンマ 線を検出することで行う。ガンマ線は、核反応プロセスの残存物を表す特定の原 子核に特有のエネルギを有している。従来のアプローチ（対象物を熱中性子（低 エネルギ）バスに浸漬して多量のガンマ線発生源をある広い体積内に生じさせ、 そしてこれにより多数のガンマ線検出器の使用を必要とし、またガンマ線データ から有用な画像データを再構成するには比較的複雑な処理手続を要する）と異な り、本発明では、高速中性子の高度にコリメートした短いパルス（高エネルギ） を使用して、対象物中の小さな体積素（ボクセル（ｖｏｘｅｌ））を順番に尋問 する。この方法によれば、本検出システムは、特定のボクセル内を正確に「見る 」ことができ、そして検出するものがあれば、ガンマ線に基づいてどのような元 素が存在しているかを直接的に判定することが可能となる。この方法により、十 分な数のボクセルを制御した（かつ高速の）シーケンスで見ることによって、対 象物内の規定の化学元素の存在度の直接的な指示を得ることができる。

本発明の１つの面と一致して、爆薬を含む指定したタイプの禁輸品の信頼できる 検出を行うため、パルス生形高速中性子放射化（ＦＮＡ）を使用する迅速でしか も有効なシステムを提供する。このパルス生形高速中性子ビーム（５〜９Ｍｅ■ のエネルギ・レンジ）は、Ａ　（Ｂ、ｎ）−核吸熱反応（ここでＭｅ＞＞Ｍ＾） の運動学を用いて、非常に高度の、すなわちペンシルビームにコリメートさせる 。

そのパルス幅は、ナノ秒のオーダー（好ましくはより小さい）である。これらの パルス生形中性子は、検査する対象物に向け、そして（ｎ、ｘγ）反応（好まし くはｘ＝ｎ’　）を、そのペンシルビームと隠された対象物との交点で定まる限 定した小さな対象物体積部分内に起こさせる。

走査用の中性子ペンシルビームの横断面、すなわち反応運動学（必要ならば外部 コリメーションを増補する）を適当に選択することにより、また相互作用する中 性子の飛行時間を計測することによって、対象物を小さな体積部（すなわちボク セル）のストリングに都合の良く細分することできる。中性子バーストの持続時 間を含む発生時刻を制御し、しかもガンマ線の検出時刻を判定することにより、 ガンマ線を発生させた特定の領域（すなわちボクセル）を判定することが可能と なる。高透過性を持つ高速中性子は、酸素、炭素、塩素および窒素の元素と核反 応してガンマ線を発生する確立が高いので、ある特定のボクセルに含まれる炭素 、窒素、酸素および塩素の含有量を容易にかつ直接的にしかも正確に判定するこ とができ、そしてこの判定は、直接、このような特定のボクセルが禁輸品を含ん でいるか否かの判定をもたらす。その対象物を構成する相当のサンプルのボクセ ルからのその情報を組み合わせることにより、対象物に含まれたいかなるタイプ の禁輸品の存在（または不存在）についても、高い信頼性で定量的に推定するこ とができる。さらに、高速タイミング条件を緩和することにより、隠された対象 物内のたとえば水素などの他の化学元素を、中性子の熱化プロセスおよびそれに 続く放射性捕獲によって容易に決定することができる。

本発明のある代替の実施例によれば、Ａ　（Ｂ、　ｎ）反応（ただし、Ｍ□≦Ｍ Ａ）、すなわちＤ　（ｄ、ｎ）　、　Ｔ　（ｄ、ｎ）またはＬｉ　（ｐ、ｎ）の ような反応において、パルス生形高速中性子を発生させる。本実施例を使用して 尋問対象物をボクセルへ細分することは、外部の中性子ビームコリメータを使用 し、そして適当に配置したガンマ線検出器を幾分使用することにより得られる。

さらに別の代替実施例においては、たとえば複数のパルス生形中性子発生源を使 用して（イオンビームの適当な搬送および／または対象物の移動および／または 回転を含む）、尋問する対象物を多数の方向から照射する。ボクセルの大きさお よび場所は、この実施例によれば、生に中性子およびガンマ線の飛行時間の測定 値から決定する。

本発明は、禁輸品の検出装置として、（１）高速中性子のパルス化形ビームで検 査する対象物を走査する走査手段と、（２）この高速中性子１＜ルス化形ビーム からの中性子と対象物内の原子核との相互作用の結果として対象物から放出され るガンマ線を検出する第１の検出手段と、（３）この検出したガンマ線を生じさ せた特定の原子元素を同定する同定手段と、（４）前記検出手段によって検出し た各ガンマ線の起点の対象物内のおおよその位置を判定する位置判定手段と、お よび（５）前記走査手段、前記同定手段および前記位置判定手段に応答して禁輸 品の存在を示す対象物中の少なくとも一つの原子元素の分布および濃度を検出す る第２の検出手段と、を含むことを特徴としている。

ルギ中性子の短い繰り返しパルスを発生する手段と、（２）この高エネルギ中性 子の短い繰り返しパルスで禁輸品の存在について検査する対象物を走査する走査 手段であって、高エネルギ中性子の各々は、対象物内に存在するある特定の原子 核と反応して、これによりその高エネルギ中性子と反応した前記特定の原子核に 特有のエネルギを持つガンマ線を発生させる、前記の走査手段と、（３）中性子 が原子核と反応することによって発生したガンマ線を検出する検出手段であって 、該検出手段が、ある特定のガンマ線のエネルギと、高エネルギ中性子の短いパ ルスの発生時刻に対するそのガンマ線の検出時間を検出する手段を含んだ、前記 の検出手段と、および（４）ある特定の検出ガンマ線が起点とする対象物内のあ る特定の体積部（またはボクセル）を判定する手段であって、その検出ガンマ線 がその特定のボクセル内の特定の原子核を表す直接の指示を与えるようになった 、前記の判定手段と、を含みこと、を特徴としている。このシステムを使用する ことにより、対象物内の諸ボクセルの１つのサンプル中に存在する特定の原子核 が、対象物内の特定の元素の存在度よび分布の直接的な指示を有利に提供される 。この判定は、さらに、対象物中のその特定の元素のある規定の存在度および分 布により禁輸品の存在が示されるので、禁輸品の存否についての直接的な指示を 与える。

さらに、本発明は、禁輸品を検出するシステムとして、（ａ）検査する対象物の 規定の体積部分に高速中性子のパルス化形ビームを制御可能に向けることによっ て、その対象物をそのパルス化形ビームで走査する走査手段と、（ｂ）パルス生 形高速中性子と前記規定の体積部分内の特定の元素の原子核との相互作用の結果 として、対象物のその規定の体積部分から放出される、禁輸品に共通に見い出さ れる原子元素に対応した規定のエネルギを持つガンマ線を検出する検出手段と、 および（Ｃ）前記規定の体積部分内に禁輸品を示す少なくとも一つの原子元素の 分布および濃度が存在しているか否かを確認する手段と、によって構成したこと を特徴とする。このシステムを使用すれば一禁輸品が規定の体積部分内に存在し ているという判定によって、パルス生形高速中性子を用いて対象物の検査を終了 させるようにし、これによって対象物内の禁輸品検出に本システムが要する時間 を短縮することができる。すなわち、対象物の単一のボクセルに禁輸品を検出し た場合に、その対象物の他のボクセルをさらに探索する必要は無くなるからであ る。しかしながら、希望するならばまた必要ならば、たとえば対象物の隣接する ボクセルなどの対象物の追加の規定の体積部分を、対象物中に禁輸品が存在して いることを確認するために、同様に検査することも可能である。

また、本発明が含む禁輸品を検出する方法は、（ａ）検査する対象物の規定の体 積部分に高速中性子のパルス化形ビームを向けるステップと、（ｂ）このパルス 生形高速中性子と対象物のその規定体積部分内の原子核との相互作用の結果とし て、対象物のその規定体積部分から放出される、禁輸品に共通に見い出される原 子元素に対応する所定のエネルギを持つガンマ線を検出するステップと、および （Ｃ）前記のａおよびｂのステップを、検査する対象物の十分な数の小さな規定 体積部分について反復して、禁輸品を示す少なくとも一つの原子元素の分布およ び濃度が対象物中に存在するか否かを確認するステップと、で構成されている。

本発明の１つの特徴は、感度を向上させた、すなわち、禁輸品の形状あるいは二 の禁輸品が対象物中に配置されまたは隠された態様にかかわらず、規定の禁輸品 を構成する元素の信頼性よく検出できる能力を向上させた、禁輸品検出システム を提供したことにある。その向上させた感度の結果、本発明の検出システムは、 従来の禁輸品検出システムにおいては達成し得なかったより高い検出確率（ＰＤ ）と、より低い誤警報の確率（ＰＦＡ）とを有利に提供する。

本発明のもう一つの特徴は、多くの付加的な処理を必要とせずにおよび／または 確率的な評価を必要とせずに、禁輸品／非禁輸品の判定の基となる情報を２検査 対象物から得られる走査用データから直接得ることができ、これによってスルー ブツト（すなわち規定の禁輸品が収容されているか否かの判定を行うために対象 物がシステムを通過するのに要する時間）を飛躍的に改良することができること にある。

本発明のさらにもう一つの特徴は、より異なったタイプまたは形状の対象物の検 査に使用することができる禁輸品検出システムを提供することにある。たとえば 、検査する対象物が手荷物である場合、本発明は、手持ちの小荷物から、これよ り大きなチェックインする手荷物、手荷物カート全体または他の大きなコンテナ までの、あらゆるサイズおよびタイプのものを検査することができる。検査する 対象物が貨物トラックの場合、あらゆる大きさのトラックまたは同等の貨物運搬 車を、本発明のシステムを用いて高い信頼性で検査することができる。

本発明の他の特徴は、核心用型検出システムで従来使用されていたような多数の ガンマ線検出器を必要とせずに、禁輸品の検出を行うことができることにある。

米国特許出願０７１０５３．９５０に開示されているような従来のシステムにお いては、多数の検出器によって検査対象物を包囲して、ガンマ線の放出を検知し た検出器が、ガンマ線の起点となった対象物中の場所に関するある種の指示をも 与えるようにして、対象物の内容物の密度マツプの形成を助けるようにする必要 があった。こうした従来技術のアプローチでは、ある特定のエネルギのガンマ線 が発生したことを検出することが必要となるばかりではなく、（多くの検出器の アレイ中の）そのガンマ線を検出した特定の検出器を知りまた追跡することも必 要となる。これに対して、本発明では、特定のエネルギのガンマ線の起点を定め る（すなわち特定の元素の場所を定める）のは飛行時間の測定値であり、しかも この測定値がその検出器の場所に大きく依存しないので、より少ない数の検出器 しか必要としない。その結果、本発明は、大きな検出器アレイまたは複雑な数学 的再構成を要さずに、対象物内の元素分布の画像を直接提供することが有利にで きる。

さらに、本発明のもう一つの特徴は、信号対ノイズ比を改良した検出システムを 提供することにある。この信号対ノイズ比の改良は、生に、高度にコリメートし た検査用中性子のパルス化の性質によるものである。すなわち、コリメートした パルス生形中性子は、規定の時間窓中に、対象物の所望の領域またはボクセルの みにおいてガンマ線を発生させる。このため、関心のある時間窓内に存在する背 景ノイズ（すなわち、関心のないガンマ線、たとえばその検出器または対象物の 他の場所または領域、若しくは周囲の環境において発生したガンマ線）の量は、 著しく減少し、従って信号対ノイズ比が改善される。

本発明のさらにもう一つの特徴は、ある種の従来技術において必要とされていた 、関連粒子の検出を必要とせずに、禁輸品の検出をすることができることにある 。有利にも、たとえばアルファ粒子などの関連した粒子を検出する必要がないの で、検査用ビームの強度は、関連粒子を検出するシステム（関連粒子の検出チャ ンネルのカウント速度性能によって、ビームの強度がシビアに制限される）のよ うに制限されることがない。

本発明のさらにもう一つの特徴は、従来の核応用型検出システムに比べてシール ド要求、幾何学的寸法制限および装置仕様の制約を飛躍的に減少させた、高速中 性子（高エネルギ）を用いた信頼性のある核力用型の禁輸品検出システムを提供 することにある。

図面の簡単な説明 本発明の上記およびその他の特徴および利点については、添付図面と関連させて 提示するより詳細な以下の説明を参照すれば、容易に理解されるものとなろう。

第１図は、本発明の直接画像形成用のパルス生形高速中性子の禁輸品検出システ ムに使用する主要構成部品を示す概略図である。

第２図は、運動学的に集束させた中性子の原理を概略的に示す図である。

第３Ａ図および第３Ｂ図は、本発明のパルス生形高速中性子ビームにより検査を 行う対象物の端面および側面を示す概略図である。

第４Ａ図は、第２図のスーツケースの拡大断面を示し、パルス生形高速中性子が 通過する幾つかの小さな体積部（ボクセル）を示している。

第４ＢｒＩ！Ｊは、第４Ａ図のボクセルの側面図であり、対象物中のガンマ線を 発した特定の領域を判定するのにガンマ線の到着時刻を用いる方法を示している 。

第５Ａ図は、本発明のパルス生形高速中性子による直接画像形成システムの概略 図であり、検査中の対象物中の指定した元素の相対濃度およびその位置を直接的 に推定することを可能にする、二次元の時間−エネルギ・スペクトルを生成する ために、飛行時間技法をどのように使用するかを示している。

第５Ｂ図は、ダイナマイト、麻酔剤、ポリエステル綿（布）のサンプルについて 測定されたガンマ線スペクトルを示す図である。

第６図は、飛行時間を計測することができる方法の一例を示す簡略化したタイミ ング図である。

第７図は、放出角の関数として中性子の収量およびエネルギを示す図である。

付録Ａは、コリメートした中性子ビームの生成に関する詳細な追記である。

発明の詳細な説明 以下の説明は、発明を実施するために現在考えられる最良の関するものである。

この説明は、限定的に解釈されるべぎものではなく、本発明の一般的な原理を記 述するという目的のみで行ったものである。本発明の範囲は、請求の範囲に基づ いて定められるべきである。

まづ、第１図には、本発明による禁輸品検出システム１０の概略を示しである。

このシステムは、細くコリメートしたパルス生形中性子ビーム１３を発生するパ ルス型加速器１２を含んでいる。そのビーム１３は、通路１５を規定する尋問室 １８の方に向けである。検査する対象物１４は、コンベアベルト１６または他の これと同等な移動機構によって、その検査室１８を１７の方向からビームの通路 １５を横断して通過させるようにする。従って、どの瞬間においても、ビーム１ ３は、対象物１４のある既知の体積部分を通過することになる。この体積部分は 、そのビームの通路１５を中心とする部分である。（以下により詳細に説明する ように、その中性子発生反応の運動学では、所望のその通路１５を中心とする狭 い円錐形のビームを生じる。）　第１図に示した対象物１４は、スーツケースと して図示しているが、これは単なる一例であって、本発明の技法に従って、禁輸 品検出のために異なるあらゆるタイプおよびあらゆる大きさの対象物をうまく走 査できるということを、強調しておかなければならない。

検出器アレイ（１つあるいはそれ以上）２０は、ビーム通路１５の近傍に配置し ており、代表的には、尋問室１８またはこれと同等のケーシング（この中を、対 象物が、透過性のパルス生形中性子ビームによる探査を受けながら通過する）内 に取り付けである。この検出器アレイ２０は、１つあるいはそれ以上のガンマ線 検出器を含んでおり、これらは、ある所与のビームパルスが通過したときに、対 象物１４が放出することにより入射してくるいかなるガンマ線をも検出する。

こうして検出した各ガンマ線は、検出信号を発生させ、そしてこの信号は処理回 路２２に送るようにする。そして、この処理回路２２は、中性子を発生させ時刻 と、その検出ガンマ線のエネルギと、その検出信号を受けた時刻とを計測する。

中性子ビームの所与のパルスの開始する時刻を知り、そして所与のガンマ線を検 出した時刻を測定すれば、処理回路２２は、その検出ガンマ線を発生させたパル ス化形ビーム中の中性子の飛行時間をめることができる。この飛行時間情報を、 上記の中性子発生反応の運動学によってめた既知の中性子速度と結合することに より、処理回路２２は、ビーム通路１５に沿った対象物１４内のガンマ線発生位 置について非常に精度の高い判定をすることが可能となる。

対象物１４内のガンマ線発生位置のこの特定は、飛行時間測定と、そして中性子 速度がガンマ線の速度に比べて多少遅いという事と、に基づいている。たとえば 、高速中性子が１０ＭｅＶのエネルギを持っていると仮定すると、この中性子の 速度は４．３７ｘｌＯ’ｍ／ｓｅｃのオーダーとなる。一方、放出するガンマ線 は、光速（３Ｘ　１０”ｍ／　ｓ　ｅ　ｃ）に非常に近い速度をもっている。従 って、たとえば中性子と原子核の核相互作用の結果として発生するガンマ線は、 その散乱する中性子よりもずっと早く検出器に到達することになる。従って、上 記の測定飛行時間は、検出ガンマ線の放出を生起させた中性子の飛行時間である と見なすことができる。しかしながら、以下に説明するように、その飛行時間測 定値の内のガンマ線伝搬時間部分を相殺するのに必要な補正をすることが可能で ある。

核応用型検出システムにおいて一般的に行われているように、検出ガンマ線のエ ネルギによって、このガンマ線を発生させた特定の元素を同定することができる ので、第１図のシステムでは、対象物１４中の特定の元素の位置を直接に判定す ることができる。対象物１４をビーム１３である制御形式にて走査し、これによ ってその走査動作中のある部分において、パルス生形中性子ビームが実質的に全 ての関連する体積部分を通過するようにすることによって、対象物中の元素の分 布（または少な（とも特定のタイプの禁輸品において共通に検出される関心のあ る元素の分布）を直接に決定することが可能とでる。この分布情報は、元素のマ ツプと考えることができ、これは、たとえばデータライン２６上の処理回路２２ からの出力データとして入手可能な適当なデータ信号によって表すことがで赤る 。そして、そのデータから、対象物１４が禁輸品を収容している可能性があるか 否かの判定を直接行うことができるが、それは、対象物内の元素のｌＩＩ！威お よび分布がこれらの元素が、たとえば爆薬、違法な薬剤などの禁輸品であるかの 否かの有効な指示を与えるからである。禁輸品が収容されているのではないかと 発見した場合には、適当な制御信号を、処理回路２２またはこれに結合した補助 コンピュータから発生することによって、アラーム（可聴的および／または可視 的）をトリガして、その対象物１４をさらに検査を行える場所の方へ自動的に進 路を変更するようにする。

いくつかの実施例においては、上記の元素マツプをＣＲＴスクリーンに表示させ るようにすることができ、る。こうしたマツプは、二次元の面上に表示するが、 三次元画像として見えるようにすることもできる。また、コンピュータ支援グラ フィックの能力を使用すれば、そのように表示させるその対象物の関心のある体 積部分を、選択的に転回、回転、拡大などするこもうまくできる。こうした対象 物の画像表示は、禁輸品がその対象物に含まれているか否かをオペレータがさら に分析する際の有利な補助手段となる。

従って、上記に概括的に説明したように、本発明の基本概念は、パルス化形の強 力な中性子のペンシルビームであって、尋問する対象物全体を通過するそのパル ス生形中性子の伝搬時間よりも非常に短いパルス幅をもったものを使用すること にある。時間の計測を通して、その中性子パルスのビームに沿った位置を判定す ることができ、従って、その中性子パルスが判定を行うべき原子核に遭遇するあ る特定の体積素（ボクセル）における、その対象物の内容物を判定することが可 能となる。それら中性子は、その尋問する体積内の核と種々の方法で（はとんど の場合、非弾性的散乱で）相互作用することになる。こうした反応の結果生じる 特性非励起ガンマ線の強度は、その体積内の元素の相対的な存在度を定める。

コリメートした中性子ビームを発生させるには、少なくとも二つの方法を使うこ とができる、と考えている。その第１の方法は、大きな質量中心（ｃ、ｍ、）速 度を利用するものであり、これは、重イオンビーム（Ｈｌ）が、Ｈ（ＨＬｎ）Ｈ １’　［またはそのｃ、ｍ、系内の（ｎ、ｐ）閾値コ反応の閾値に近いエネルギ で、水素核（Ｈ）に衝突したときに得られる。この方法によって発生した中性子 は、第２図に概略的に示すように、前方に小さな開放角で開いたコーンに制限さ れることになる。この第２図においては、系のｃ、ｍ、速度（ｖｃ、Ｓ）は大き くなっているが、それは、質量の大きい入射重イオンによって供給されるためで ある。第２図に示した、このｃ、ｍ、系内の中性子の速度成分（Ｖ、、。、）は 、上記の閾値近（では小さい。従って、放出される中性子は、研究室のシステム においては、ｓｉｎ　’Ｐ　Ｌ＋　ＭＡＲ＝Ｖａｎ　＜ｒｍ／Ｖｃａで与えられ る最大角度のコーンに集束する。

コリメートした中性子ビームを形成する第２の方法は、強力な重水素と外部のコ リメータとを使用した、Ｄ　（ｄ、ｎ）　３Ｈｅ反応によって発生する中性子の 前方ピーク形成に基づくものである。集束した中性子を発生するこれら第１およ び第２の方法は双方とも、付録Ａにおいてさらに詳細に説明しである。

次に、第３Ａ図および第３Ｂ図を参照すると、これらには、Ｄ　（ｄ、ｎ）中性 子ビームで対象物１４を走査するための１つの可能な技術を示しである。第３Ａ 図は本発明に従って検査する対象物１４の端部の概略図であり、そして第３Ｂｒ Ａはその上面を概略的に示す図である。点Ｓは、パルス生形中性子の発生源を表 している。パルス化形ビーム１３はこの点Ｓを起点として発生し、そして通路１ ５をたどることになる。このビーム１３は、先に説明した理由で（第２図参照） 扇形のコーン１３ａ内に規制される。たとえば第３図の上面図に示しているよう に、適当なコリメータ（図示せず）を使用して扇形のコーンを１方向において狭 め、これにより対象物１４の点線１４ａ、１４ｂで規定しプ；狭い切片を通過す るように向けることができる。また、適当な検出器２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２ ０ｄを、対象物１４のいずれかの側に配置するようにすることができる。その各 検出器２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２Ｑｄは、必要に応じて、単一の検出器を構成 するようにするか、あるいは、複数の検出器から成るアレイを構成するようにす ることができる。また、これより他の検出器の構成形態に並びに配置を用いるこ とも可能である。

稼働時には、その狭い扇形のパルスビーム１３は、検出器２０ａおよび２０ｂの 間を通過して、１ｊｉ１４ａ、１４ｂが規定した対象物１４の狭い体積切片へと 入る。検出器２０ａ−ｄに当たるどのパルス生形中性子も、多数の背景ガンマ線 を生起させる。しかしながら、有利なことには、ここで説明する飛行時間測定技 術を用いることによって、そうした背景ガンマ線を簡単に除くことができる。（ この技術を使うことにより、検出器２０ａ、２０ｂ内で生起したガンマ線は、対 象物１４内で生起したにしては、あまりにも早く検出され、また検出器２０ｃ、 ２０ｄ内で生起したガンマ線はあまりにも遅（検出されることになる。従って、 そのような早いガンマ線および遅いガンマ線の計測は、容易に除くことができ、 これにより背景ノイズの大きな発生源を排除することができる。）　狭い切片体 積１４ａ、１４ｂ内において発生したガンマ線のみが、その適当な時間窓内に検 出器２０ａ〜ｄの一つに到達する。従って、二゛れらのガンマ線のみが、線１４ ａ。

１４ｂで区切った体積切片内の構成元素の測定値を与えることになる。この対象 物１４はビーム１３に対して移動するので、その対象物の異なる体積切片（ボク セル）を検査する。そして、対象物１４全体がビーム１３の前を通過する間に（ または矢印１７ａで示すように、適当な走査手段を使用して対象物１４とビーム １３の等価な相対移動を生じる間に）、対象物内の全ての体積切片を検査する。

さらに、第４図に関して以下に説明するように、許容可能な時間窓内に到達する ある特定のガンマ線の測定した到着時刻は、さらにそのガンマ線が発生した対象 物１４内の位置を規定するものとなる。

勿論、第３Ａ図および第３Ｂ図に示した基本的な走査方法について、種々の変更 が可能であることが、認識されなければならない。たとえば、複数のパルス生形 中性子発生源を使用し、そのそれぞれが対象物１４の異なる側にパルス生形中性 子ビームを向けることも可能である（たとえば、第３Ａ図および第３Ｂ図には、 対象物１４の発生源Ｓとは反対側に、他のパルス化形ビームの発生源Ｓ′を示し である。）。また、所望ならば、付加的なコリメータ、を使用して、パルス化形 ビームが照射する体積切片を、線１４ａ、１４ｂで規定した体積切片のある割合 の部分、たとえば１／２．１／３．１／４の部分に限定するようにすることもで きる。このような場合、対象物１４を移動させたり、かつ／または、ビーム１３ を移動または操縦して、対象物１４の全体が、ボクセル毎にそのパルス化形ビー ム（１つまたはそれ以上）によって十分に照射されるように、適当な手段を講じ ることもできる。

第４Ａ図は、対象物１４の拡大断面図であり、パルス生形高速中性子が通過する ボクセルまたは小さな体積素の概念について示している。上記に説明したように 、パルス生形高速中性子ビーム１３を対象物１４の表面の点Ｐに向けたときに、 それら中性子は、その対象物１４中を、狭いコーンが規定した領域内で伝播する （第２図参照）。従って、このビーム１３内の任意の特定の中性子も、実際には 、領域Ａ１の中心の点Ｐよりはむしろ領域Ａｌ内のそれ以外のどこかの位置に衝 突することになる。ボクセルの概念の説明を分かり易くするために、第３Ａ図に は、領域Ａ１は正方形として示してあり、これにより、それらボクセルは立方体 として例示することができる。しかし、実際上は、理解されるように、その領域 Ａ１は、通常は長方形状または円形状であり、従ってボクセルの形状は、立方体 ではなく、円柱体の立体部分となる。領域ＡＩの後方には、ビーム１３が最初に 通過する小さな１つの体積素すなわちボクセルＶ１がある。このボクセルの深さ は主に中性子バーストの長さによって決まる。同様に、ボクセルＶ１の後方には 第２の小さな体積素すなわちボクセルｖ２があり、これもまた、ビーム通路１５ を中心とし、そしてこのボクセルを、パルス生形高速中性子ビーム１３はボクセ ルＶ１を通過した後に通過する。他のボクセルＶ３．Ｖ４．Ｖ５．Ｖ６なども同 じくビーム通路１５を中心としていて、第１のボクセルを通過したビーム１３が 通過する小さな体積素のストリングを形成している。

ビーム１３がある所与のボクセルＶｎを通過するとき、原子核に出会う可能性が あり、そしてそのように出会った場合に、ガンマ線が放出されることになる。

たとえばこの第４Ａ図において、波線の矢印で示したガンマ線４０が、ボクセル ｖ１内のある原子核とパルス化形ビーム中の中性子との核相互作用の結果発生す ることがある。このガンマ線４０は、点４２において適当なガンマ線検出器によ って検出する。同様に、ボクセルＶ３．Ｖ６内で、その内部での核相互作用によ ってガンマ線４４．４６が発生することがある。

一度、ある所与のボクセルＶｎにおいてガンマ線が発生すると、そのガンマ線は 、散乱されずにそのボクセル外に進行し、そしてガンマ線検出器に吸収されるこ とになる。所望ならば、勿論、幾つかの検出器をそれらボクセルの周囲の幾つか の位置に配置して、所与のガンマ線を検出する確率を上げることができる。

第４Ａ図に示しているように、ガンマ線４４．４６は、同一の検出器場所４８に 向かい、一方ガンマ線４０はそれとは異なる検出器場所４２に同かう。以下に第 ４Ｂ図に関して詳述するように、いずれの検出器があるガンマ線を検出するかは 重要な問題ではない。大切なことは、そのガンマ線を検出し、そしてその検出の 時刻を知ることである。

第４Ｂ図は、ある所与のガンマ線の起点のおおよその場所、すなわちその特定の ボクセルを判定する方法について示しである。この判定は、中性子の飛行時間に 基づいて行う。中性子のこの飛行時間は、中性子がパルス化形ビーム１３におい て出発した時刻（第４Ｂ図において時刻ｔ。で表す）を知り、そしであるガンマ 線がいずれかの検出器に到達した時刻（任意のいずれかのボクセルｎに到達した 時刻は、ｔｎとして表すことができる）とを測定することにより決定する。この 中性子発生反応の運動学は知られており、そしてまた、中性子の速度も知られて いる。また、中性子の飛行時間は、中性子とガニ／マ線の合計飛行時間の中の大 きな割合を占めている。換言すれば、はとんどの場合、中性子の出発時間ｔ。か らその中性子に関連するガンマ線の到着時間ｔｎまでの合計時間の内、ガンマ線 の飛行時間の部分は、非常”に小さな割合となる。従って、はとんどの場合、ガ ンマ線の飛行時間は、無視することができる。従って、ある所与のガンマ線を発 生するのに関係した対象物１４内の原子核の相対的な場所は、その到着時刻ｔｎ に比例することになる（そして、実際には、ガンマ線の起点のおおよその場所は 到着時間ｔｎと中性子の既知の速度Ｖから算出することができる）。この概念は 、第４Ｂ図に示してあり、これにおいて、ガンマ線５０の発生源の深さまたは場 所は、距離１．−ｖｔ、（但し、ｔｌはガンマ線の到着時間）の所である。同様 に、ガンマ線５２の発生場所は、距離１．＝−ｖｔ、の所であり、ガンマ線５４ の発生場所はＩｎ＝ｖｔｎの所である（ここで、ｔ２．ｔｎはガンマ線５２．５ ４の到着時間を示す）。距離１．が距離１□よりも小さいことを知り、また尋問 している対象物の場所（すなわち、中性子ビーム発生源と尋問対象物との間の間 隔を知るようにすれば、ガンマ線５０がボクセルｖｌ内から発生し、ガンマ線５ ２がボクセルＶ２内から発生した、ということは簡単に判定することができる。

都合のよいことには、ビーム通路１５に沿ったガンマ線の起点場所の深さは、ガ ンマ線の到着時間に比例しているので、時間ｔｎで到着したガンマ線が起点とす る特定のボクセルＶｎは、単純にｔｎの値を測定することによって判定すること ができる。

なお、パルス生形高速ビームで尋問するボクセルは、第４Ａ図に示唆しているよ うに、対象物１４の全体積に対する小さなボクセルに制限する必要はない。むし ろ、ある種の応用においては、ある特定のボクセルは、検査する対象物１４のか なり大きな１部分とすることもできる。実際上、ある種の場合には、単一のボク セルが、検査する対象物の内の関心のある体積全体を構成するようにすることが できる。また、代表的には、対象物１４内の禁輸品の有無を確認するためにいく つかのボクセルを検査しなければならないことがあるが、本発明に関するい（つ かの例においては、ある単一のボクセル内に禁輸品を示す適当な元素を検出すれ ば十分であり、そしてこのような場合、その対象物には即座に禁輸品を有してい るとしてフラグを付すことができる。すなわち、パルス生形高速中性子で禁輸品 を検出するためにボクセル毎に対象物を探索するが、一つのボクセルにおいて禁 輸品を発見した場合には、探索をそれ以上継続することは不要となる。むしろ、 探索を停止して、その対象物にフラグを付し、そして次の対象物を検査すること により、本システムの平均スループットを向上させることができる。

次に第５Ａ図には、本発明による好適なパルス生形高速中性子による直接画像形 成システムの概略図を示しである。加速器１２は、パルス生形中性子のビーム１ ３を、たとえば付録Ａで説明した技術の一つに従って発生させる。一般に、これ らの技術は、たとえば１４Ｎまたは２Ｈなどの重イオンを標的５８に向かって加 速することを含み、そしてこの標的において中性子が発生する。サイクロトロン ６０は、それらイオンを加速するために使用できる１例のデバイスであり、その 理由は、固有の短い持続時間の強いイオンビームを発生するからである。しかし ながら、たとえば適当に構成した静電発生器などの他のデバイスも、パルス生形 中性子ビームを発生するのに使用できることは、理解されなければならない。上 記したように、パルス生形中性子は、対象物１４中に、この対象物内のそれぞれ の領域またはボクセルを通って中性子を伝搬させる通路に沿って進入する。この ようなボクセルを５ヶ第５Ａ図中に概略的に示し、その５ケのうち３ケには無害 な物品、２ケには爆薬が含まれているとする。ある所与の中性子とある原子核の 相互作用の結果、１つのガンマ線２８が発生する。第５Ａ図は、１１例として、 対象物１４中の爆薬５９から発生するガンマ線２８を示している。このガンマ線 ２８は、ガンマ線検出器２０’によって検出する。このガンマ線検出器２０（ま たはこのガンマ線検出器２０′　とともに使用するその他の検出器）が検出する 各ガンマ線に対して、このガンマ線のエネルギおよび中性子の飛行時間をめる。

そして、その飛行時間から、その検出ガンマ線２８の起点の対象物１４内の場所 を、うまく直接指示でき、従って対象物１４中の関心のある特定の元素（たとえ ば爆薬）の場所を直接指示する。

その飛行時間は、中性子パルスの出発時刻と検出器２０゛へのガンマ線の到着時 刻とを知ることにより決定する。この飛行時間は、好適実施例においては、以下 により決める。加速器１２に関係した１つのタイミングパルスは、中性子の飛行 の開始を示す。あるいはこれの代わりとして、標的５８からのガンマ線“フラッ シュ”により中性子の飛行開始を示すこともできる。そして、その相互作用の生 起時刻は、ガンマ線検出器に到着する非励起ガンマ線２８信号から得られる。こ の時刻は、所望ならば、ガンマ線の伝搬時間についての補正を行うことができる 。

しかしながら、上記したように、ガンマ線の伝搬時間は飛行時間全体の非常に小 さな部分にすぎない。

好適実施例においては、第５Ａ図に示すように、飛行時間（ＴＯＦ）は、装置上 の理由により、ガンマ線の到着時刻と次の反応バースト発生時刻との間の経過時 間を測定することで決める。こうした測定に関連した時刻は、第６図に示しであ る。中性子バーストの反復率周期Ｔは、対象物１４の全幅を横切って中性子が通 過する最も長い予測飛行時間よりも僅かに長く設定している。第５図に示すよう に、時間−振幅変換器（ＴＡＣ）６６は、開始パルスと停止パルスとの間の時間 に比例しこ振幅のアナログ信号を発生するのに使用する。この第５Ａ図に示した 実施例においては、上述した開始パルスは、ガンマ線検出器２０°がガンマ線２ ８を検出した時刻に得られる。このＴＡＣ６６への開始時刻の良好な明瞭度を確 保するために、適当なタイミング弁別器６４を使用すれる。また、停止パルスは 、パルス型加速器１２から得られるタイミング信号によって与える。従って、第 ５Ａ図に示したように、ＴＡＣ６６の出力信号７０は、時間軸を逆転させた方向 の飛行時間スペクトルを生じることになる。

ガンマ線検出器２０′の他方の出力は、信号６８であり、これは、たとえば先の 特許出願に開示した他の検出システムを使用することにより得られるスペクトル と同種のエネルギスペクトルを生じ、そしてその出力を検出し処理する方法も、 同じく同一のものとすることができる。たとえば、１９９０年１０月１日出願の 米国特許出願０７／４．６３．０３６を参照されたい。ある事象のガンマ線エネ ルギを各飛行時間生起と関連させることによって、二次元の時間−エネルギ・ス ペクトル７２が得られる。この時間−エネルギースペクトルは、うまくエネルギ ー時間情報を示すことになり、これから対象物１４内の指定した元素の相対濃度 およびそれらの位置を直接推定することができる。説明すると、スペクトル７２ の各縦方向パターンは、対象物１４の５つの異なる体積素またはボクセルのガン マ線のエネルギ分布を示している。たとえば、第５Ａ図に示した代表的なスペク トルア２に関して、見ると分かるように、各ガンマ線スペクトル（縦方向パター ン）は、その領域またはボクセル内にある元素を示すラインから成っている。た とえば、エネルギスペクトル７３．７４　（これらのエネルギスペクトルは爆薬 が位置している対象物１４のボクセルにおいて発生したガンマ線に関連している ）は、高い濃度の窒素ラインおよび酸素ラインを示している。これは、従つてそ れらのボクセル内に窒素と酸素があることを示しており、これによりそれらのボ クセルに禁輸品が存在しているとの推定に導かれる。

本発明の診断力を例証するために、第５Ｂ図には、模擬のダイナマイト、薬剤（ 麻酔剤）およびポリエステル綿（布）をＤ　（ｄ、ｎ）中性子のパルス化形ビー ムを用いて測定したときのガンマ線スペクトルを示しである。

当業者は容易に理解できるように、上記の検出システムの精度および効率に対し 、影響を与えるい（つかのパラメータがある。これらのパラメータの主要なもの は、中性子を発生する核反応の運動学に関連したものである。好ましくは、Ｈ１ ＋ｐまたはＤ十ｄ反応によって発生した中性子は、明瞭に分かるシャープなエネ ルギーＥｎを持つことになっている。従って、それら中性子がその尋問対象物中 へ進行する距離は、中性子を発生する標的５８から対象物中の相互作用が生じる 位置までの時間に、中性子速度を掛算することにより、知ることができ、そして 十分な精度をもって以下のように表すことができる。

ｄ（ｃｎ＋）　＝　ｖｉ　＝　ｆヒ冒ｊ耐ｔ　＝　１．３８ｆ百口ｉ負ｔ（ｎｓ ｅｃ）ここで、Ｍｎは中性子の質量である。上記の式より理解されるように、中 性子発生源の空間的（縦方向の）位置の本質的な不確かさによって、中性子エネ ルギおよび中性子の発生時刻に不確かさが生じることがある。さらに、飛行時間 の計測に関連する種々の時刻測定において、主にタイミング回路による装置上の 不確かさがあれば、さらに不確かさが加わることになる。

Ｈ（Ｈｌ、ｎ）反応において運動学的に発生した中性子のエネルギ分散は、到来 するビームがどのくらい閾値を越えているかに依存し、そしてこの分散は、生成 した中性子パケットの位置め不確かさを引き起こすものである。たとえば、閾値 を０．５ＭｅＶ越える”Ｎビームは、平均エネルギ５．６０ＭｅＶで、０．８３ ＭｅＶのオーダーのエネルギ分散を有している。

縦方向の不確かさを与える他の主要な要因は、中性子発生標的５８をイオンビー ムパケットが叩く長さに因る中性子の位置である。このイオンビームパケットの 長さは、サイクロトロン（または他の加速器／パルス化デバイス）の特性である 。既知のサイクロトトンのほとんどは、比較的短（狭いビームパルスを有してい る。たとえば、約９０ＭｅＶの１４Ｎビームは、〜５ｎｓｅｃのパルス幅のもの が得られる。閾値を０．５ＭｅＶ越える１４Ｎビームの場合、約１６ｃｍの発生 した中性子の空間的不離かさを引き起こし、これは比較的大きいものである。そ の他の空間的不離かさは、表１に示しである。この表１は、この応用に対しては 短いビームパルスを使用することが望ましいことを強調している。上述した相互 作用位置の二つの不確かさは、装置によって生じる不確かさと相乗的に作用する 。

」」２ 生成ビームの時間分散に因る 種々のエネルギ中性子の空間的不離かさＥ　（ｌｌｅＶ）　Δｔ　（ｎｓ）　Δ ｄ　（ｃｏ＋）一旦、時間−エネルギ・スペクトル７２またはこれと同等なもの が、走査ビームの各尋問スポットより得られると、その検出したデータが禁輸品 を示すものか否かを判定するために、最終処理ステップを用いる。ガンマ線デー タ（エネルギ）および中性子データ（飛行時間）および他のシステム情報を一緒 に処理することにより、その判定に達することになる。上記の他のシステム情報 とは、たとえば対象物の重量、対象物の中性子および／またはＸ線画像などであ る。そして、その判定は、ある所与の検出確率に対し誤警報の確率を最小とする 方法で行う。

一般的に、ＴＮＡ　（熱中性子放射化）検出システムに対し開発された判定分析 方法および技術（たとえば１９９０年１０月１日出願の米国特許出願０７／４６ ３、０３６参照）は、本発明に適用可能である。それら２つのシステムから得る 入力データは、同種のものであり、ガンマ線の分光学的および空間分布の情報で ある。このＴＮＡシステムのおいて使用する判別分析技術および画像分析技術は 、本発明のコリメートしたパルス生形高速中性子システムにおいても適当である 。

これら従来技術と本発明のシステムとのデータ処理に関する主な相違点は、本発 明では、複雑な画像再構成を排して、直接的に複数の元素のマツピングを行うこ とである。これは、判定分析を急速に前へ進めることができるようにし、検査す る対象物の搬送速度を高く維持することを可能とする点で、非常に優れている。

本発明の、前述の関連する特許出願に示されたような従来の核心用型検出システ ムに優る他の重要な利点は、本発明で使用するコリメートしたパルス生形中性子 バーストでは、必要とするシールドの量が格段に少なくてすむことである。これ は、その用いるコリメートしたパルス生形中性子バーストが非常に高い方向性を もっているためである。すなわち、シールドは、尋問室１８（第１図）の中性子 バーストを受ける領域の周囲に配置するだけでよい。もし施したとしても、室１ ８のそれら領域の周囲に最小限のシールドを配置することですむ。これにより、 この検出システム全体の大きさを、従来のシステムに較べて小さくすることが可 能となる。

本発明のもう一つの利点は、たとえば酸素、窒素および炭素などの禁輸品に共通 に存在する特定の軽い核を容易に検出でき、禁輸品には見い出されない他の核と 容易に識別できることである。この利点は、到来する中性子バーストに対し選択 した特定のエネルギ（〜８ＭｅＶ）が、関心のある軽い核から選択的にガンマ線 を発生させるためである。これとは対照的に、より高いエネルギ（〜１４Ｍｅ■ ）の高速中性子を使用する従来のシステムにおいては、通常、関心のない核から も多くのガンマ線を発生させる。従って、それら従来のシステムにおいては、検 出しガンマ線を分類して関心のあるものを関心のないものから区別することが、 本発明の検出システムに較べて格段に必要である。

また、本発明は禁輸品内の関心のある軽い核を確実に検出できる能力があるので 、さらに、本発明は、隠された薬物の迅速な検出、並びに大量の農産物の分析を 行うことをできるものとなる。

以下の表２は、たとえば一般の薬剤および麻薬などの元素組成、およびこれらの 物質における炭素の酸素に対する比を示している。この表２に示すようなデータ は、尋問する対象物にこうした物質が含まれているか否かを判定する上で役に立 つ。

表２ 麻薬および一般の物質の元素組成 重　量 物　質　Ｃｌｌｌ０Ｎ　他元素　Ｃ１０麻薬 ヘロイン　６８．２　６．２８　２１．６６　３．７９　３．１塩酸ヘロイン　 ６２．１４　５．６９　１９．７１　３．４５　Ｃ１８，７４３，１５コカイン 　６７．３　６．９２　２１．１　４．６１　３．２塩酸コカイン　６０．０３ 　６．５３　１ｇ、８３　４．１２　Ｃ１，１０，４３３，１９モルヒネ　７１ ．５６　６．７１　１６．８２　４．９１　４．２Ｐ　ＣＰ　８５．８７１０． ３５　０　５．７６　００ＬＳＤ　７４．２７　７．７９　４．９５　１２．９ ９　１５アルコール　５２．２　１３．０　３４．８　０　１．５砂糖（サッカ ロース）４２．１６．４３　５１．５　０　０．８２油　７７１２１１０　７ 大麦　、４３．２　６，８５　４．９０　１．０　０．８８大豆　４９．０　？ 、４５　３５．１　８．４４　１．４０ハートウツド松　５４．３８　６．３１ 　３９．１６　１．３９以下に示す表３は、種々のタイプの禁輸品および非禁輸 品に見られる構成成分元素のデータを示している。表３に示したようなデータは 、尋問する対象物が禁輸品を収容しているか否かの判定を行う上で更に役に立つ 。

有利なことには、以上に述べた禁輸品検出システムは、システム中に副生成物が なく、さらに放射性物質のレベルが非常に低いので、放射性物質取扱い免許が不 要である。しかしながら、このシステムは「放射線を生成する装置」であるので 、政府の放射線安全機関への登録は必要となる。他の放射線生成機械において共 通に使用されているものと同様のシールド設計技術を、放射線のレベルを規定限 度内に維持するために使用するのがよい。たとえば、中性子の熱化および吸収に 複合シールドを使用し、そして鉛をガンマ線吸収に必要な時使用することができ る。しかしながら、上述したように、短い指向性のある中性子バーストのみを使 用する場合、必要となるシールドの量は、連続的に中性子を照射する場合や、中 性子を放出が等方性の場合に較べて、格段に少なくすることができる。

本発明の最も概略的な開示として、パルス生形高速中性子ビームの単一の発生源 、すなわち単一のパルス化形ビームを使用する例を説明したが、本発明の変形例 においては、複数のパルス化形ビームを使用し、そのそれぞれで対象物を異なる 有利な位置から走査することも可能である、ということを強調したい。こうした 実施例においては、どのビームからどのガンマ線が発止するのかを（そして、多 数のビームによって走査する対象物内の各検出ガンマ線の起点の場所）を追跡す るために、適当なタイミング測定を用いる。多数のビームをこの要領で使用する ことにより、対象物の検査をより完全で効率的とすることができる。

以上、本発明について特定の実施例およびその応用例で説明をしたが、当業者に おいては、請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱しないで、種々の変形または 変更が可能である。

表　３ 爆薬および他の物理の種々の物理特性および概略の組成ＥＧＤＮ　Ｇ体　１４８ 　λ４２２．□０　１７．１　５８．５　０　７５．６硝酸アンモニフム　固体 　１．７　５．０　０　３５゜０５１１．０　０　９３黒色大Ｎ　１ｌｆｆ体　 １．７−１．９５　０　−２２　１ｆｌ　３６　５（３）Ｊ（２９）　−４６二 トロセルロース（！Ｊ−１４％Ｎ）　固体　１．５０−１．７　１４　２４．３ 　１４．１　５９．２　０　７ａ、３ＰＥＩＮ（純粋）　固体　１．７６　２， ４　１９．０　１？、７　６０．７　０　７８．４ＰＩｊＮ（データシート）　 固体　１．４８　４，３　３１，４　１２，２　５２．１　０　６４．３ＴＮＴ 　（圧縮された）　固体　１．［ｉ３　２．２　３７，０　１８．５　４２．３ 　０　６０．５組成物Ｂ　固体　１．７１　２．７　２４，４　３０．５　４２ ．７　０　７３．２スチフニンＷｌ＃９　固体　３．０２　０．７　１５．４　 ９，０　３０．８　Ｐｂ：４４．２　３９．８テトリル　固体　１．５７−１． ７１　１，８　２９．３　２４，４　４４．６　０　６９ダイナマイト　固体　 １，２５　４，０　１４．０　１５−２０５９．０　１１ａ：１０．０　７４− ７９ｔ’ｌ）’７’７　（ＨＭＸ）　固体　１．９０　２，８　１６，２　３７ ，８　４３．２　０　８１組威物３　（Ｃ−３ン　パテ状固体　１．５８−１． ６２　４９　２１８　３２．８　４１．６　０　７４．４組成物４　（Ｃ−４） 　パテ状固体　１．６４−１．６６　３．６　２１．９　：１４．５　４０．２ 　０　７４．７ビクリン酸　固体　１，７６　１，３　３１．４　１８，３　４ ８．９　０　６７．３アジ化船（デトネータ）　固体　４．４８　０　０　２８ ．９　０　Ｐｂ　２Ｂ、４ドリア七トンドライバー 酸化物　固体　１（？）　９．７　３８．７　０　５１．５　０　５９．７へキ サメチレンドライバー 酸化物固体　固体　１．５７　５．７７　３４．６　１３．５　４６．２　０　 ５９．７が鴫 包装された布　固体　〈０１ ポリニスチル　固体　（１，３！ｌ）　３．７　６６．７　０　２９．６　０　 ２９．６ダクロン　固体　（１，３８）　４，２　６２．５　０　３３．３　（ １３３，３ＨＩｉ！Ｉｔ体　（１，３０）　６．０　４８．０　０　４８．０　 ０　４６．０ウール　固体　（１，３２）　４，７　３７，５　２１．９　５． １　０　２７．０綱　固体　（１，２５）　５．３　３９．５　２８．８　２６ ．３　０　５５．１ナイロン　固体　（１，１４）　９．７　６３．７　’１２ ，４　１４．２　Ｇ　２６．６オーロン、アクリラン　固体　（１，１６）　５ ，７　６７．９２６．４　０　０　２６．４付録Ａ 中性子の運動学的な集束 重イオンの（たとえば超伝導サイクロトロンを）使用した加速に関して、近年大 きな進歩があった。これにより妥当な強度の多くの種類のイオンが、く１５Ｍｅ Ｖ／ａ、ｍ、ｕ、のエネルギ領域で容易に利用可能となっている。水素に対する ｐ−ｎ閾値近くの重イオン誘起形反応は、その強い運動学的な集束性によって、 非常に狭い（準）単一エネルギの中性子ビームを生じるものである。第２図は、 中性子の運動学的集束（ＫＦＮ）の基本原理を示している。この運動学的集束は 、全ての吸熱的重イオン誘起形の反応に存在している。中性子が狭いコーンに規 制されているということは、小規模の総合中性子発生横断面についての補償を行 う。

さらに、中性子を狭い空間内へ制限することは、有害な背景を大きく減少させ、 従ってガンマ線検出およびシールドを簡素化する。

関連作業 吸熱性の核反応における二次的な軽い粒子の集束の発生は、たとえば中または高 エネルギの核散乱実験などにしばしば利用している。たとえば、’Ｈ（７Ｌｉ。

Ｎ）’Ｂｅ反応（Ｑ＝　１．６６４ＭｅＶ）ｌ：：おいてハ、ソノ反応ニオケル 中性子集束の利点が実証されている。さらに、’Ｈ（ｔ、ｎ）　３Ｈｅ、’Ｈ（ ”Ｃ，ｎ）’２Ｎまたは’Ｈ（”Ｎｅ、ｎ）”Ｆ反応を、高強度中性子発生源放 射線療法に使用することが提案されている。水素の重イオン衝撃は、単一エネル ギ的および準単−エネルギ的な中性子ビームの生成に多くの新しい可能性を提供 している。１Ｈ（７Ｌｉ、ｎ）反応における０°中性子発生に関する研究が、１ ３．１５ＭｅＶの閾値から２２ＭｅＶまで行われ、（負のＱ値の反応に対し）強 い運動学的集束性を示し、これは、強くしかも良好にコリメートしたＭｅＶ中性 子のビームを生じさせる。

参考の研究室レベルのシステムにおける非相対的運動学に関連した式を、以下Ｅ 、＝ＭｅＶにおける衝撃イオンのエネルギＱ＝　ＭｅＶにおける反応のＱ値 Ｍ、＝衝撃用イオンの質量 Ｍ２＝標的（水素）の質量 Ｍ、＝放出した軽い粒子（中性子）の質量Ｍ、＝残留した重い粒子の質量 マ＝軽い粒子（中性子）の放出角度 いくつかの候補の反応における（Ｅ旧＝閾値より０．５ＭｅＶ高における研究室 システムにおける）計算した中性子のエネルギおよび中性子の放出最大角度は、 表４に示している。なお、この表４において、そおＨ，１，の入射エネルギは、 ガス・セルにおいて発生したイオンビームに対して与えたものである。

その研究室フレームにおける中性子は、開放角ψＬｌ＆ｌＡＸをもったコーン内 に制限した。このコーン内のある所与の研究室での角度においては、二つの中性 子群（ＥｎおよびＥｎ’　）が存在している。その高エネルギ群（Ｅｎ）は、質 量中心系において前進する中性子に対応し、そしてその低エネルギ群（Ｅｎ’　 ）は、その質量中心系において後退する中性子に対応しており（表４参照）、こ れらは、閾値では退化する。

本発明にとうて関心のあるのは、４．７〜８．ＯＭｅＶのエネルギの中性子であ る。従って、水素に対する１４Ｎ、　Ｓｌｐ、　０Ｃｌおよび３９Ｋによって誘 起される反応は、それらのＱ値が適当であるため、関心のあるものである。

Ｄ　（ｄ、ｎ）”Ｈｅ反応における中性子の角度分布は、高エネルギ入射重陽子 に対し、研究室システムにおいては強い前方ピーク性のものである。この特徴は 、たとえばサイクロトロンからの重陽子ビームによって短い期間の中性子バース トを生成する可能性をとともに、（ｎ、ｎ’　γ）および他の（ｎ、　ｘγ）プ ロセスを用いて、対象物の直接画像形成についての便利な手段をも提供する。

このＤ　（ｄ、ｎ）”Ｈｅ反応は、リスキニン（Ｈ，Ｌｉ５ｋｉｅｎ）およびポ ールセン（Ａ、　Ｐａ　ｕ　Ｉ　ｓ　ｅｎ）によって研究されたものである（核 データテーブル、１１　（１９７３）ｐ、５９８と５９９）ｏ第７図は、５．５ ＭｅＶおよび９．５ＭｅＶのエネルギの重陽子衝撃での、中性子の放出角度の関 数としての中性子収量（差分横断面）およびエネルギを示している。しかしなが ら、〉４．５ＭｅＶの重陽子エネルギにおいては、その重陽子の分解により第３ 次の弱いエネルギの中性子が発生し、その収量は衝撃用エネルギに伴って大きく 増加した。この理由により、５ＭｅＶ近傍の重陽子を用いるのが好ましいが、そ れは、このエネルギにおいては、前方方向の第３次の中性子の収量が、２次中性 子の収量の８分の１以下となるからである。

Ｆｘｓ、４Ｂ １女５−５ 要約書 本システムおよび方法は、パルス幅がナノ秒のオーダーであり、５〜９　Ｍ　ｅ 　Ｖのエネルギのパルス生形高速中性子の高度にコリメートしたビーム（１３） を発生させる。検査する対象物（１４）は、このコリメートしたパルス化形ビー ムによって走査する。そのビーム中の中性子は、このコリメートしたビームと走 査する対象物の交点により定まる制限した対象物の体積部分即ちボクセル内に（ ｎ。

γ）反応を生じさせる。その高透過性の高速中性子は、対象物中に存在する原子 元素と核反応を生起して、ガンマ線を放出する。このガンマ線は、ガンマ線検出 器（２０）で検出する。中性子のおおよその飛行時間を測定し、これによりその ガンマ線の起点となる特定のボクセルの判定を可能とする。検出したガンマ線の エネルギは、そのガンマ線の起点である特定の元素を同定する。従って、特定の ボクセル中の、禁輸品に共通に見い出されるたとえば、炭素、窒素、酸素および 塩素を、直接的かつ正確に判定することができる。このボクセル内容物情報は、 その対象物を形成する１つの相当なサンプルのボクセルからのものを組み合わせ ることにより、その対象物の元素内容の直接的な指示となり、従って、対象物内 に禁輸品が存在しているか否かを示すものとなる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．禁輸品検出装置であって、 高速中性子のパルス化形ビームを検査する対象物に照射する照射手段と、前記高 速中性子パルス化形ビームからの中性子と前記対象物内の原子核との相互作用の 結果として前記対象物から放出するガンマ線を、検出する第１の検出手段と、 ある特定の検出したガンマ線を生じた特定の原子元素を同定する同定手段と、 前記検出手段によって検出した各ガンマ線の起点の対象物内におけるおおよその 位置を判定する位置判定手段と、および前記照射手段、前記同定手段および前記 位置判定手段に応答して、禁輸品の存在を示す前記対象物中の少なくとも一つの 原子元素の分布および濃度を検出する第２の検出手段と、 から成る禁輸品検出装置。 ２．前記同定手段は、 各検出したガンマ線のエネルギを測定する測定手段と、および該測定したエネル ギに応答して、前記検出したガンマ線が起点とする前記特定の原子元素を同定す る手段と、 から成ること、を特徴とする請求項第１項の禁輸品検出装置。 ３．前記照射手段は、 高度にコリメートした高速中性子のパルス化形ビーム発生する手段と、および 前記対象物を前記ビームに対し相対的に移動させて、前記高速中性子が前記対象 物のある規定の体積部分に進入するようにする手段と、から成る請求項第２項の 禁輸品検出装置。 ４．前記照射手段は、前記対象物と前記パルス化形ビームとの間に相対的移動を 生じさせて、前記対象物の複数の規定体積部分を順次前記パルス化形ビームで照 射し、これにより前記複数の規定体積部分を構成する前記対象物の所望の部分に 前記パルス化形ビームが通過させるようにする手段、を含むことを特徴とする請 求項第３項の禁輸品検出装置。 ５，前記位置判定手段は、前記パルス化形ビーム中のある特定の中性子が前記対 象物中の原子核と相互作用するまでのおおよその時刻までの飛行時間を計測する 計測手段を有し、該計測した時間が前記対象物中の前記特定のガンマ線が発生し た深さの測定値を与えること、を特徴とする請求項第３項の禁輸品検出装置。 ６．前記の飛行時間の計測手段は、前記ビーム中の１つのパルス化形中性子が発 生した時刻と該パルス化形中性子と１つの原子核との相互作用により生ずるガン マ綴の検出時刻との間の時間を計測する手段を有し、該計測した時間は、前記パ ルス化形中性子がその発生源から前記原子核と相互反応するまでの飛行時間と、 前記原子核からの前記ガンマ線が前記検出手段によって検出されるまでの飛行時 間の双方を含み、前記中性子の前記飛行時間が前記ガンマ線の前記飛行時間より も非常に大きいこと、を特徴とする請求項第５項の禁輸品検出装置。 ７．前記ガンマ線の前記飛行時間の影響を最小するために前記計測した飛行時間 を補正する手段を含み、これにより前記飛行時間が主に前記パルス化形中性子が その発生源から相互作用する前記原子核まで飛行する時間となるようにする、請 求項第６項の禁輸品検出装置。 ８．前記飛行時間計測手段は、ガンマ線の前記検出とパルス化形中性子の前記発 生までの時間を計測する手段を含むこと、を特徴とする請求項第６項の禁輸品検 出装置。 ９．前記集２検出手段は、禁輸品を示す前記対象物中の特定の元素についての密 度の画像を電子的に生成する手段を有し、該密度画像は、前記同定手段によって 同定した前記原子元素の同定と前記位置判定手段によって判定した前記原子元素 の場所から直接形成すること、を特徴とする請求項第５項の禁輸品検出装置。 １０．前記対象物内の禁輸品を表す前記特定の元素は、酸素、窒素または炭素か らなる、請求項第９項の禁輸品検出装置。 １１．前記対象物内の禁輸品を表す前記特定の元素は、さらに水素または塩素を 食む、請求項第１０項の禁輸品検出装置。 １２．禁輸品検出装置によって検出する前記禁輸品は、爆薬または麻酔剤の群よ り選択したものである、請求項第１０項の禁輸品検出装置。 １３．禁輸品検出システムであって、 方向付けた高エネルギ中性子の短い繰り返しパルスを発生する手段と、前記高エ ネルギ中性子の方向付けた短い繰り返しパルスで禁輸品の存在について検出する 対象物を走査手段であって、前記高エネルギ中性子の各々が、前記対象物内に存 在する特定の原子核と反応できるようにして、前記高エネルギ中性子と反応した 特定の原子核に特有のエネルギを持つがンマ線か発生するようにする、走査手段 と、 原子核と反応した中性子によって発生した前記ガンマ線を検出する手段であって 、ある特定のガンマ線のエネルギと、高エネルギ中性子の前記短いパルスの発生 時刻に対する前記ガンマ線の検出時刻と、を検出する手段を含んだ、前記の検出 手段と、および ある特定の検出したガンマ線が起点とする前記対象物内のある特定の体積素また はボクセルを判定する判定手段であって、前記検出したガンマ線が前記特定のボ クセル内の前記特定の原子核を直接的な指示を与え、前記対象物内の前記ボクセ ルの１つのサンプル内に存在する前記特定の原子核が前記対象物内の特定の元素 の存在度および分布の直接的な指示を与え、前記対象物内の特定の元素の規定の 存在度および分布が前記対象物内の禁輸品の存在についての直接的な指示を与え る、前記の判定手段と、 から成る禁輸品検出システム。 １４．前記ガンマ線検出手段は、前記対象物に近接して配置した検出器アレイか ら成ること、を特徴とする請求項第１３項の禁輸品検出システム。 １５．前記ボクセル判定手段は、前記方向付けた高エネルギ中性子の短いパルス 中の高エネルギ中性子の１つの特定のパルスが、これの発生時刻から該パルス内 の中性子が１つの原子核と相互作用するまでの飛行時間を計測する手段を含み、 前記ボクセルの前記場所は、前記の方向付けた高エネルギ中性子の短いパルスに 関連した既知の運動学と、前記計測した飛行時間とから判定可能であること、を 特徴とする請求項第１３項の禁輸品検出システム。 １６．前記飛行時間計測手段は、高エネルギ中性子のる１つの特定のパルスの発 生から前記ガンマ線検出手段によるあるガンマ線検出までの時間を計測する電子 計測手段を有していること、壱特徴とする請求項１５の禁輸品検出システム。 １７．前記高エネルギ中性の短い繰り返しパルスは、Ｔ秒毎に生成し、また、前 記電子的計測手段は、前記ガンマ線検出手段によるあるガンマ線検出から、次の 高エネルギ中性子パルスの後続の発生までの時間を計測すること、を特徴とずる 請求項第１６項の禁輸品検出システム。 １８．前記走査手段は、高エネルギ中性子の短いパルスをある指定した数だけ、 前記対象物の前記高エネルギ中性子発生手段の正面の各体積部分に制御可能に向 ける手段を含み、前記高エネルギ中性子の短いパルスは、前記対象物のそれぞれ の体積部分に透過すること、を特徴とする請求項第１３項の禁輸品検出システム 。 １９．前記走査手段は、前記対象物と前記の方向付けた高エネルギの短いパルス 中性子の発生手段との間の相対移動を生じさせる手段を含み、これにより、前記 対象物の前記それぞれの体積部分に、制御した形式で前記短い中性子パルスを通 過させること、を特徴とする請求項第１８項の禁輸品検出システム。 ２０．禁輸品を検出するための禁輸品検出システムであって、ａ）対象物のある 規定の体積に高速中性子のパルス化形ビームを制御可能に向けることによって、 検査する対象物を前記パルス化形ビームで検査する走査手段と、 ｂ）前記パルス化形高速中性子ビームのパルス化形高速中性子と前記対象物内の 特定の元素の原子核との相互作用の結果、前記対象物の前記規定の体積部分から 放出される規定のエネルギのガンマ線を検出する検出手段であって、前記規定の エネルギは禁輸品に共通に見い出される原子元素に対応したものである、検出手 段と、および ｃ）該検出手段に応答して、前記規定の体積部分内に禁輸品を表す少なくとも一 つの原子弗素の分布および濃度が存在しているか否かを確認する手段と、から成 る禁輸品検出システム。 ２１．前規走査手段は、前記の高速中性子のパルス化形ビーム内のパルス化形高 速中性子のバーストが前記対象物内の原子核とガンマ線を生じる相互作用をする までのおおよその飛行時間を判定する手段を含み、前記飛行時間は前記ガンマ線 が起点とする前記対象物内の深さの測定値を与え、これにより前記高速中性子の パルス化形ビームの経路に沿った、前記対象物内の禁輸品に共通に見い出される ある特定の原子核が位置する前記深さの測定値を与え、これにより前記飛行時間 が前記特定の原子核が見い出される前記対象物内のある特定の体積素またはボク セルを規定すること、を特徴とする請求項第２０項の禁輸品検出システム。 ２２．前記の禁輸品を表す少なくとも一つの原子元素の分布および濃度を判定す る手段は、前記走査手段によって判定した前記飛行時間情報と前記ガンマ線検出 手段からの前記検出ガンマ線情報とを組み合わせて、二次元のエネルギー時間ス ペクトルを作成し、この二次元エネルギー時間スペクトルから、前記対象物内の 指定した原子元素のおおよその位置を推定できるようにすること、を特徴とする 請求項第２１項の禁輸品検出システム。 ２３．禁輸品を検出する禁輸品検出方法であって、ａ）側方に制限した高速中性 子のパルス化形ビームを尋問中の対象物に向けるステップと、 ｂ）前記高速中性子のパルス化形ビームのパルス化形高速中性子と前記規定の体 積部分内の原子核との相互作用の結果として、前記規定の体積部分から放出され る規定エネルギのガンマ線を検出するステップであって、該規定のエネルギは禁 輸品に共通に見い出される原子元素に対応している、前記のステップと、から成 る禁輸品検出方法。 ２４．検査中の前記対象物の十分な多くの数の規定体積部分に対して前記のステ ップａおよびステップｂを反復して、禁輸品を表す少なくとも一つの原子元素の 分布および濃度が前記対象物中に存在するか否かを確認するようにするステップ 、を更に含むこと、を特徴とする請求項第２３項の禁輸品検出方法。 ２５．前記ステップｂは、前記検出ガンマ線のエネルギと前記パルス化形高速中 性子の発生時刻に対するガンマ線検出時間を計測するステップと、該エネルギと 時間との測定より前記高速中性子のパルス化形ビームを受ける前記対象物の前記 規定の体積部分に関する二次元のエネルギー時間スペクトルを得るステップと、 を含むこと、を特徴とする請求項第２４項の禁輸品検出方法。 ２６．前規のガンマ線を検出した時間の計測ステップは、前記の高速中性子の側 方に制限したパルス化形ビーム内のパルス化形中性子のバーストが原子核とに相 互作用してガンマ線を発生させるまでのおおよその飛行時間を計測するステップ と、該飛行時間を、前記対象物内の前記原子核が位置する前記パルス化形中性子 ビームの経路に沿った深さ出相関させるステップと、を含み、該相関により前記 二次元のエネルギー時間スペクトルを効果的に二次元のエネルギー場所スペクト ルに変換できるようにする、請求項第２５項の禁輸品検出方法。