SK302019A3 - Zariadenie na odhaľovanie nelegálnych úkrytov v náklade železnej rudy - Google Patents

Abstract

Zariadenie pozostáva z generátora (1) neutrónov, pod ktorým je umiestnený kolimátor (5) na vytvorenie zvislého zväzku neutrónov prenikajúcich cez skenovanú vrstvu ťažkého nákladu (6), zo systému detektorov (8) vzdialenosti umiestneného nad vagónom, ktorý je určený na meranie obrysovej hrúbky vrstvy (11) nákladu (6), hlavne naloženej železnej rudy, ďalej nad vagónom je umiestnené zariadenie (10) na meranie obsahu vlhkosti v náklade (6) a pod vagónom na úrovni koľajníc je priečne na koľajnice umiestnený rad detektorov (7) na detekciu neutrónov a gama žiarenia prenikajúcich skenovaným nákladom (6), pričom zmena spektra energií neutrónov a gama žiarenia je zaznamenávaná na rádiografickom zobrazení na indikáciu možného úkrytu (9) balíkov cigariet.

Description

Otáasť techniky

Vynález sa týka zariadenia určeného na kontrolu a odhaľovanie nelegálnych. úktytov balíkov cigariet, olovených kontajnerov a podobne v extrémne ťažkom železničnom náklade železnej' rudy pomocou skenovania neutrónovýmzdrojom pri colnej kontrole tovaru.

Doterajší stav techniky

V súčasnosti používané moderné skenery na nedeštruktívnu kontrolu rôznych nákladov prevážaných v železničných vlakových súpravách využívajú x-skenery (urýchľovače elektrónov, ktoré majú konverziu energie elektrónov na brzdné, respektíve x-žiarenie). X- žiarenie týchto skenerov majú prenikavosť obmedzenú do 40 cm ekvivalentnej hrúbky' železa. Pri extrémne ťažkých objemných nákladoch, ako je 70 ton železnej rudy (merná hmotnosť nad 3 gem'³), v ktorej sú ukryté balíky pašovaných materiálov, x-skenery zlyhávajú a zvyšovanie ich prenikavosti kontrolovaným materiálom pomocou zvýšenia, energie x-žiarenia nad 10 MeV už nie je možné z dôvodov radiačnej ochrany osôb a životného prostredia pred ionizujúcim žiarením

Podstata vynálezu

Pri colnej kontrole extrémne ťažkých objemných nákladov sa navrhuje zariadenia na odhaľovanie nelegálnych úkrytov tovarov doplniť skenermi so zdrojmi prenikavých neutrónov. Pri prechode neutrónov extrémne ťažkým a objemným nákladom ako je kontajner alebo vagón so železnou rudou je spektrum energií neutrónov ovplyvnené nerovnosťami povrchu nákladu a aj dutinou s pašovanými cigaretami vo vnútri nákladu. Dno nákladu je rovná plocha, preto nerovnosti po vrčím nákladu zmeraných snímačmi vzdialenosti určujú aj tzv. obrysovú hrúbku nákladu. V aktuálnej lokalite skeuovania sa výpočtom, alebo na základe predchádzajúceho merania určí očakávané spektrum energií neutrónov, ktoré by sa malo zhodovať so spektrom zisteným skenovaním. Ak sa zistí významný rozdiel medzi skenovaným a očakávaným spektrom energií neutrónov, pravdepodobným dôvodom tohto rozdielu je rozdielnosť medzi obrysovou a skeuovanou hrúbkou nákladu spôsobenou skrytou dutinou s kontrabandom. Neutrónové rádiograíické zobrazenie obsahuje mapovanie rozdielnosti skenovanej a obrysovej hrúbky nákladu železnej rudy na vagóne po celej jeho dĺžke a šírke. Vkonštrukčnom vyhotovení neutrónového skenera na uskutočňovanie spôsobu odhaľovania nelegálnych úkrytov v extrémne ťažkých nákladoch je generátor neutrónov produkujúci kolimov aný zvislý zväzok s energiou 14 MeV. Tieto neutróny majú energiu dostatočnú na prenikanie extrémne ťažkými nákladom železnej rudy hrubej viac ako 150 cm. Šírka železničného vagóna prevážajúceho železnú raduje viac ako 270 cm Pri bočnej geometrii skenovania je tato hrúbka aj pri použití zväzku energetických neutrónov nepreniknuteľná. Nosnosť vagóna dovolí naplnenie nákladu železnou rudou do priemernej hrúbky 130 cm, preto na skenovanie extrémne ťažkého nákladu železnej rudy sa zvolil zvislý zväzok, neutrónov. Neutróny, ktoré prenikli nákladom železnej rudy sú meranú detektormi neutrónov umiestnenými pod vagónmi v rade naprieč celej ich šírky. Na vizualizáciu nerovnosti povrchu nákladu pre získanie tvaru obrysu nákladu skenovanej železnej rudy sú nad vagónomumiestnené snímače vzdialenosti naprieč celej šírky vagóna.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 je znázornená bloková schéma skenovama extrémne ťažkých železničných nákladov neutrónovým žiarením

Na obr. 2 je znázornená konštrukcia zariadenia na colnú kontrolu železničných nákladov železnej rudy pomocou neutrónového skenera. Vpravo je pozdĺžny rez železničným vagónom s nákladom železnej rudy.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Zariadenie pozostáva z generátora neutrónov 1, ktoré dokážu preniknúť cez vrstvu viac ako 150 cm nákladu železnej rudy 6. Pri prechode neutrónov skenovaňou vrstvou železnej rady sa mení spektrum energií. Viacnásobným rozptylom v náklade 6 železnej rudy, neutróny strácajú energiu a sú absorbované jadrami železa pričom sa emitujú fotóny s energiou 7 MeV, ktoré ďalej prenikajú nákladom 6 železnej rudy. V prípade, že skenovaci zväzok 14 MeV neutrónov zasiahne v náklade 6 úkryt 10 veľkosti štandardného balíka cigariet, ztrteni sa spektrum energií neutrónov, ktoré je možné zaznamenať detektormi 8 neutrónov a gama žiarenia. Prechod neutrónov a gama žiarenia sa meria detektormi 8 neutrónov a gama žiarenia v rozstupoch bodov

S K 30-2019 Α3 skenovania 15 x 15 cnŕ pod vagónom s nákladom 6. Obrysová hrúbka vrstvy 14 sa urči pomocou merania nerovnosti povrchu nákladu železnej rudy snímačmi 9 vzdialenosti k povrchu nákladu 6 v sietí bodov merania 5 x 5 cm². Pomocou obrysovej hrúbky nákladu 14 sa overuje či rozdiel spektier indikujúci podozrenie prítomnosti ukrytého tovaru 10, nie je iba spôsobený obrysovou nerovnosťou 14 povrchu nákladu. Neutrónové rádiografícké zobrazenie 4 obsahuje polohu identifikovaného nelegálneho úkrytu 10 pašovaného tovaru.

Zariadenie na kontrolu a odhaľovanie nelegálnych úkrytov 10 balíkov cigariet, pomocou skenovania neutrónovým žiarením, obr. 2, pozostáva z generátora 1 neutrónov o energii 14 MeV, ktorý vytvára zvislý zväzok neutrónov prenikajúcich cez skenovanú vrstvu ťažkého nákladu 6. Zariadenie ďalej pozostáva zo systému detektorov 9 vzdialenost i umiestneného nad vagónom, pomocou ktorého sa merajú nerovnosti nákladu 6 hlavne naloženej železnej rudy a teda aj obrysová hrúbka nákladu 14. Nad vagónomje umiestnené zariadenie 13 na meranie obsahu vlhkosti v náklade 6. Pod vagónom na úrovni koľajníc je priečne ku koľajniciam umies· uetiý rad detektorov 8 neutrónov a gama žiarenia prenikajúcich skenovanýtn nákladom. Rádiografické zobrazenie 4 kontrolovaného nákladu 6 sa vyhodnocuje v riadiacej miestnosti odtienenej od rozptýlených neutrónov a gama žiarenia.

Na rozdiel od železa, ktoré obsahuje železná ruda, olovo neutróny menej absorbuje, preto je nožné podobným spôsobom skenovania, ako u balíkov cigariet, odhaliť úkiyt aj trezora z olova v náklade železnej rady.

Prierays elná využiteľnosť

Vynález sa týka odhaľovania, identifikácie a špecifikácie nelegálnych úkrytov kontrabandov v extrémne ťažkých a. rozmerných nákladoch, akým je napríklad ttáklad vagónov so železnou radou.

Bežnými skenermi neodbaiiteľné pašované materiály (cigarety, látky a iné predmety) v extrémie ťažkých nákladoch dovážanej železnej rudy predstavujú tak comé (finančné) úniky, ako aj bezpečnostné riziká.

Claims (1)

1. P A T E N T O V É N Á R O K ¥

   Zariadenie na odhaľovanie nelegálnych úkrytov v náklade železnej rudy, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z generátora (1) neutrónov, pod ktorým je umiestnený kolimátor (5) na vytvorenie 5 zvislého zväzku neutrónov prenikajúcich cez skenovanú vrstvu ťažkého nákladu (6), zo systému detektorov (S) vzdialenosti umiestneného nad vagónom, ktorý je určený na meranie obrysovej hrúbky vrstvy (J 1) nákladu (6), hlavne naloženej železnej nidy, ďalej nad vagónom je umiestnené zariadenie (10) na meranie obsahu vlhkosti v náklade (6) a pod vagónom na úrovni koľajníc je priečne ku koľajniciam umiestnený rad detektorov (7) na detekciu neutrónov a gama žiarenia prenikajúcich skenovanýrn nákladom (6), pričom zmena spek:·· 10 tra energií neutrónov a gama žiarenia je zaznamenávaná na rádiografickom zobrazení na indikáciu možného úkrytu (9) balíkov cigariet.