RU2161299C2

RU2161299C2 - Device for detection of contraband goods

Info

Publication number: RU2161299C2
Application number: RU99103280A
Authority: RU
Inventors: Е.И. Зайцев; А.И. Иванов; Н.Э. Кравченко; Е.М. Лизунов; Н.Г. Мазный; А.П. Марков; Ю.К. Недачин; А.Н. Пугачев; А.Г. Савушкин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аспект"
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2000-12-27

Abstract

FIELD: applicable in check-points, motor-vehicle and railway stations, airport terminals, custom service, etc. SUBSTANCE: device has a source of gamma-radiation, gamma-radiation detector, amplifier of detector signals, amplitude discriminator of scattered radiation pulses, controller, display, use is made of a stabilization system incorporating a pulse discriminator of direct gamma-radiation of the above source and a section for amplification of signals of the above detector. EFFECT: expanded temperature interval, in which the device can function. 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области обнаружения контрабанды и может быть использовано в контрольно-пропускных пунктах, авто- и железнодорожных станциях, аэропортах, таможенных службах и т.д. The invention relates to the field of detection of smuggling and can be used at checkpoints, auto and railway stations, airports, customs, etc.

Известна портативная система обнаружения контрабанды CDS-2002 [1], содержащая источник γ-излучения, детектор рассеянного γ-излучения, усилитель сигналов детектора, селектор амплитуд импульсов рассеянного γ-излучения, микропроцессорный контроллер и дисплей, которая является аналогом данного изобретения. Недостатками указанной системы является то, что используемый источник γ/-излучения имеет большую мощность (200 МкКюри), что создает определенную опасность для персонала, а также то, что система не может быть использована при рабочих температурах ниже 0^oC.Known for a portable smuggling detection system CDS-2002 [1], comprising a gamma radiation source, a scattered gamma radiation detector, a signal amplifier of a detector, a pulse amplitude selector of scattered gamma radiation, a microprocessor controller and a display that is similar to the present invention. The disadvantages of this system is that the used source of γ / radiation has a high power (200 MkKuri), which creates a certain danger for personnel, and also that the system cannot be used at operating temperatures below 0 ^o C.

Известно также устройство для анализа многокомпонентных материалов [2], которое является прототипом данного изобретения. Указанное устройство содержит источник γ-излучения, детектор γ-излучения, усилитель, дискриминатор, контроллер и дисплей. A device for the analysis of multicomponent materials [2], which is a prototype of the present invention, is also known. The specified device contains a source of γ radiation, a γ radiation detector, amplifier, discriminator, controller and display.

Исследуемый образец помещается между указанным источником и указанным детектором γ-излучение, проходя сквозь образец, ослабляется по интенсивности, сохраняя энергию γ-квантов. Далее γ-кванты регистрируются детектором γ-излучения, импульсы детектора усиливаются в усилителе, проходят дискриминатор и через счетчик попадают в вычислительное устройство (контроллер, ЭВМ и т. д.), и после обработки информация выводится на дисплей. Эта информация сравнивается с информацией, полученной без исследуемого образца, и, таким образом, находится коэффициент ослабления интенсивности γ-излучения. По найденному коэффициенту ослабления и известному удельному коэффициенту ослабления для известного материала находится количество этого материала в исследуемом образце. The investigated sample is placed between the specified source and the specified detector, the γ-radiation passing through the sample is attenuated in intensity, conserving the energy of γ-quanta. Further, gamma quanta are detected by a gamma radiation detector, the detector pulses are amplified in an amplifier, pass the discriminator, and pass through a counter to a computing device (controller, computer, etc.), and after processing the information is displayed. This information is compared with information obtained without the test sample, and thus the attenuation coefficient of the γ-radiation intensity is found. According to the found attenuation coefficient and the known specific attenuation coefficient for a known material, the amount of this material in the test sample is found.

Недостатком данного устройства является то, что в устройстве отсутствует система стабилизации, в частности температурной стабилизации, что затрудняет его применение в условиях значительных температурных изменений. The disadvantage of this device is that the device does not have a stabilization system, in particular temperature stabilization, which complicates its use in conditions of significant temperature changes.

Целью данного изобретения является устранение указанного недостатка, а именно возможность функционирования устройства в расширенном температурном диапазоне, например от -25^oC до +50^oC. Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее источник γ-излучения, детектор γ-излучения, усилитель и дисплей, введены контроллер, селектор импульсов рассеянного γ-излучения и система стабилизации, включающая селектор импульсов прямого γ-излучения и управляемую контроллером секцию усиления сигналов указанного детектора.The aim of the present invention is to eliminate this drawback, namely the possibility of the device operating in an extended temperature range, for example from -25 ^o C to +50 ^o C. The goal is achieved by the fact that in a known device containing a source of γ radiation, a γ radiation detector, an amplifier and a display, a controller, a scattered γ-ray pulse selector, and a stabilization system including a direct γ-ray pulse selector and a signal amplification section of the indicated detector controlled by the controller are introduced.

Предлагаемое устройство представлено на фиг. 1, где
1 - источник γ-излучения,
2 - обнаруживаемый объект,
3 - детектор γ-излучения,
4 - усилитель сигналов детектора,
5 - амплитудный селектор импульсов рассеянного излучения,
6 - контроллер,
7 - дисплей,
8 - секция усиления, управляемая контроллером,
9 - селектор импульсов прямого излучения источника.The proposed device is presented in FIG. 1 where
1 - source of γ-radiation,
2 - the detected object,
3 - γ radiation detector,
4 - amplifier signal detector
5 - amplitude selector pulses of scattered radiation,
6 - controller
7 - display
8 - gain section controlled by the controller,
9 - pulse selector direct radiation source.

Элементы 8, 9 относятся к системе стабилизации измерительного тракта. Elements 8, 9 relate to the stabilization system of the measuring path.

Остановимся на некоторых особенностях устройства. Let us dwell on some features of the device.

В устройстве применен источник Ва-133 мощностью 10 мкКюри, излучающий группу линий с энергией Eγ менее 400 кэВ и имеющий период полураспада около 10 лет. Спектр γ-излучения Ва-133, полученный с помощью сцинтилляционного детектора, показан на фиг.2. Наиболее интенсивная, подходящая линия имеет энергию 356 кэВ. Возможно также использовать линию с энергией 81 кэВ, как вспомогательную. The device uses a Ba-133 source with a power of 10 μCi, emitting a group of lines with an energy Eγ of less than 400 keV and having a half-life of about 10 years. The γ-radiation spectrum of Ba-133, obtained using a scintillation detector, is shown in figure 2. The most intense, suitable line has an energy of 356 keV. It is also possible to use a line with an energy of 81 keV as an auxiliary line.

Энергия γ-квантов Eγ^′ (кэВ) в пике обратного рассеяния рассчитывается по формуле
Eγ^′ = Eγ/(1+2Eγ/511)
и для указанных выше линий составит соответственно 149 и 62 кэВ. Т.о., это есть центры энергетических окон, которые должны быть выделены селектором рассеянного излучения.The energy of γ quanta Eγ ^′ (keV) at the backscattering peak is calculated by the formula
Eγ ^′ = Eγ / (1 + 2Eγ / 511)
and for the above lines will be respectively 149 and 62 keV. Thus, these are the centers of the energy windows that should be highlighted by the scattered radiation selector.

На фиг. 3 и 4 показаны спектры рассеянного излучения от куска полиэтилена ("Наркотик") и от железной болванки ("Пистолет"). Существенное различие в составляющих мягкой и жесткой компонентов спектра позволяют легко различать подобные материалы. In FIG. 3 and 4 show the spectra of scattered radiation from a piece of polyethylene ("Drug") and from an iron disc ("Gun"). A significant difference in the components of the soft and hard components of the spectrum makes it easy to distinguish between similar materials.

В таблице приведены данные измерений спектров, полученных при использовании некоторых образцов, помещенных за листом железа толщиной около 1 мм. The table shows the spectral measurements obtained using some samples placed behind an iron sheet about 1 mm thick.

Устройство работает следующим образом. В момент контроля устройство подносят или придвигают к объекту контроля. При этом объект облучается γ-излучением, испускаемым Ва-133, часть которого претерпевает обратное рассеяние на материалах объекта контроля. Детектор регистрирует как излучение, рассеянное от объекта 2 (Gr), так и прямое излучение источника 1 (G). Сигналы детектора усиливаются усилителем 4, дополнительной секцией усиления 8 и попадают на амплитудные селекторы 5 и 9. Селектор 5 выделяет группы импульсов высокой энергии (окно 2 - 90-250 кэВ) и низкой энергии (окно 1 - 50-80 кэВ), обусловленные регистрацией рассеянного излучения Gr, а селектор 9 - прямого излучения G. Контроллер 6 измеряет скорости счета импульсов в каждой группе, производит необходимые вычисления (в частности - отношение счета импульсов в окне 2 к счету в окне 1) и отображение на дисплее 7 информации, на основании которой оператор делает вывод о наличии или отсутствии той или иной контрабанды в объектах контроля. The device operates as follows. At the time of control, the device is brought up or moved to the object of control. In this case, the object is irradiated with γ-radiation emitted by the Ba-133, part of which undergoes backscattering on the materials of the control object. The detector registers both the radiation scattered from object 2 (Gr) and the direct radiation of source 1 (G). The detector signals are amplified by amplifier 4, an additional amplification section 8 and fall on the amplitude selectors 5 and 9. Selector 5 selects groups of high energy pulses (window 2 - 90-250 keV) and low energy (window 1 - 50-80 keV) scattered radiation Gr, and selector 9 - direct radiation G. Controller 6 measures the pulse count rates in each group, performs the necessary calculations (in particular, the ratio of the pulse count in window 2 to the count in window 1) and information on the display 7, based on which operator do t conclusion about the presence or absence of one or another smuggling in the objects of control.

Стабилизация измерительного тракта, включающего в себя элементы 3, 4, 8, обеспечивается путем управления коэффициентом усиления секции 8 таким образом, чтобы скорость счета импульсов, выделенных селектором 9, оставалась всегда в заранее заданных пределах. The stabilization of the measuring path, including the elements 3, 4, 8, is ensured by controlling the gain of section 8 so that the count rate of the pulses allocated by the selector 9 always remains within predetermined limits.

Т. о. , в результате введения системы стабилизации появилась возможность работы устройства в диапазоне температур от -25^oC до +50^oC, что подтверждено данными испытаний.T. about. , as a result of the introduction of the stabilization system, it became possible to operate the device in the temperature range from -25 ^o C to +50 ^o C, which is confirmed by the test data.

Литература
1. Портативная система обнаружения контрабанды CDS-2001. Инструкция по эксплуатации.Literature
1. CDS-2001 Portable Smuggling Detection System. User's manual.

2. Заявка на патент GB 2088050А - прототип. 2. Patent application GB 2088050A - prototype.

Claims

A device for detecting contraband, comprising a γ-ray source, a γ-ray detector, an amplifier, a display, characterized in that a controller, a scattered γ-ray pulse selector, a stabilization system including a direct γ-ray pulse selector and a section controlled by the controller are introduced into the device amplification of the signals of the specified detector.