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科技元年2020来了!你是否还对x光安检机存在一定的不了解呢

2020-01-14  15:17:54    来源: 武汉艾崴科技有限公司 0条评论 143人阅读

导语:

公共安全一直是国家安全的重要组成部分,是政府社会管理和公共服务的重要内容,也是民众最为关注的焦点之一。X 射线安全检查设备作为交通运输等领域最重要的安全检查手段之一,是公共安全防御的一道重要防线。为了服务世博、确保安全,上海市已经在各个地铁站、火车站、机场内安装了大量的 X 射线行李安检机。然而,X 射线安全检查设备在长期不间断使用的过程中,可能存在 X 光管工作高压下降,输出 X 射线品质

公共安全一直是国家安全的重要组成部分,是政府社会管理和公共服务的重要内容,也是民众最为关注的焦点之一。X 射线安全检查设备作为交通运输等领域最重要的安全检查手段之一,是公共安全防御的一道重要防线。为了服务世博、确保安全,上海市已经在各个地铁站、火车站、机场内安装了大量的 X 射线行李安检机。然而,X 射线安全检查设备在长期不间断使用的过程中,可能存在 X 光管工作高压下降,输出 X 射线品质不稳,造成透视物品能力减弱,影响 X 射线探测器影像探测效果,使输出的图像变暗不清晰,或射线探测器的光电二极管和电子倍增系统老化,使图像分辨率下降等问题。为此,如何确保所安装的 X 射线安检机的性能参数(空间分辨率、线分辨率、材质分辨率等等)符合国家标准,保证其在不间断的运行过程中安全检测功能正常有效、准确可靠,是亟待需要研究开展的工作。

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一、安检机的作用与工作原理

X 射线探测技术被广泛应用于违禁品检测的专门技术,它能提供组成物体的物质的一些重要特性,X 射线检查设备不仅能探测隐藏的金属武器,如枪支、弹药、匕首等危险品,还能探测隐藏的爆炸物,以及一些有机液体或各类违禁品。X 射线行李安全检查设备是利用了 X 射线和被检物(客体)相互作用时发生的光电效应、康普顿散射、瑞利散射和电子对效应得到被检物的特征信息,其中最有用的信息就是物体的密度(ρ)和有效原子序数(Zeff)。从理论上来讲,如果知道物体的密度和有效原子序数就可以准确地确定物质的类型。以现今运用最普遍的双能 X 射线行李安检机为例,其工作原理如图 1 所示。双能 X 射线探测设备以计算机为平台,采用了计算机图像处理、存储和显示技术的诸多优点,为用户提供高质量图像和多种服务功能。该设备大多使用折弯型高效半导体探测器,可以对被检物进行无死角检查,不仅能提供反应被检物吸收特性的 X 射线透视图像,还可以提供有关被检物质化学组成的信息,并对不同物质赋予不同的颜色。

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二、检测的需求与意义

X 射线安全检查设备有许多种类型,如双能X 射线行李检查设备、能量型 X 射线人体检查设备、多视角 X 射线探测设备、X 射线康普顿散射设备、X 射线衍射设备、X 射线 CT 探测设备、便携式 X 射线探测设备以及集装箱探测设备等,其中最常用的就是通常安装在机场、边境口岸、铁路、进出口通道等场所的 X 射线行李安检机。

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北京奥运会的实践证明行李安检机对确保安全起到了非常重要的作用。世博会期间,上海市将在各个地铁站口安装 X 射线行李安检机,实行全封闭式安检流程。

由于 X 射线安检机使用场所及使用要求的特殊性,尤其世博会期间,周期长、规模大,预期近亿的参观者将迫使交通运输高负荷运转, X 射线安检机也必定长期处于不间断、甚至 24 h 的连续运行,可能导致使用中安检机工作性能下降,影响探测效果,并且设备自身噪声的干扰也会造成图像的对比度下降,一些人为的操作失误有可能导致 X 射线发生器、准直器等相关设备的疲劳老化、零部件受损等情况发生,从而导致 X 射线安检机的透视能力、分辨能力下降,影响图像质量与清晰度,潜在地引发误判、遗漏等情况,给公共安全造成隐患。

另一方面,公众尤其是孕妇等特殊人群对于X 射线在一定程度上怀有恐惧心理,因而对 X 射线行李安检机的辐射安全性能极为关注。尽管 X射线安检机所产生的是低能的微剂量 X 射线,并且具有严密的防护设施,但是如果发生人为损坏或维护不当、年久失修,例如行李进、出口的铅胶帘因受到行李物品经常的碰撞、摩擦造成局部破损而影响屏蔽效果时,就有可能导致 X 射线泄漏超标,从而给常年使用安检机的人员以及公众的健康安全带来隐患。据文献报道,太原铁路疾控中心曾在 2004 年对其下属的 X 射线行李包安全检查机防护情况进行了调查,结果显示在确认设备正常工作的情况下,X 射线安检机操作人员的人均年受照剂量最大可达 430μSv/a,接近于我国《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》中规定的公众年个人剂量限值(1000μSv/a)的一半,也就是说,如果安检机的防护性能不良,其产生的辐射泄漏亦可能引起工作人员所受个人剂量超过限值。

因而对 X 射线安检机进行定期的检测是非常必要的,是亟待开展的一项工作,同时消除公众怀疑心理最有效的方法就是通过严格规范的检测。

三、检测技术的研究与进展

检测工作的直接目的在于评判和监督 X 射线行李安检机的工作状态、技术性能,确保其安全检查功能的正常和有效,防范潜在的公共安全隐患于未然,更是为成功、精彩、难忘的世博会的安全保障提供技术支持。开展检测工作的前提是具备满足相关技术要求的检测装置,依据现行有效的技术规范进行检测。

1)技术依据

正因为 X 射线安全检查设备所体现出日益重要的作用,对其技术性能的要求也愈受重视。公安部分别于 2005、2006 年起草制订了国家标准GB15208.1-2005 《微剂量 X 射线安全检查设备 第一部分 通用技术要求》和GB15208.2-2006《微剂量 X 射线安全检查设备 第二部分 测试体》,对微剂量 X 射线安全检查设备的技术性能规定了相应的技术指标要求,对微剂量 X 射线安全检查设备的测试体提供了技术规范。相关标准还有民航系统的行业标准 MH7011-2003《民用航空微剂量 X射线安全检查设备》。

国家标准和行业标准规定了微剂量 X 射线安全检查设备全性能的技术要求和试验方法。

2)检测设备与方法

对于运行中的 X 射线行李安检机的检测大致可分为三部分:一是行李通过安检机通道时, X射线扫描的辐射剂量测量;二是 X 射线行李安检机运行时 X 射线的泄漏剂量的检测;三是图像及分辨能力的检测。X 射线辐射剂量可以用辐射防护水平的 X 射线剂量(率)仪测量,X 射线泄漏剂量用环境水平 X 辐射空气比释动能(率)仪测量,而图像及分辨能力须采用专业设计的测试体进行检测。

GB15208.2-2006 规范了检测用测试体的相关技术要求。用于检测的测试体分为 A、B 两类 :“测试体 A 为图像解析度测试体,用于测试设备的线分辨力、透视分辨力和穿透力;测试体 B 为材料分辨测试体,用于测试设备的材料分辨能力。”图2 及图 3 依次是测试体 A 以及测试体 B 的内部结构示意图。

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从图中我们可以看到,测试体内部还依次分成几大测试板块,测试体 A 包含了 4 个 TEST 板块, TEST1 检 测 设备的线分辩率,TEST2 检测设备的穿透分辨力,TEST3 检测设备线分辨的能力,TEST4 检测设备穿透被检物品的能力;测试体 B 包含了 6 个 TEST 板块, TEST5 检测薄有机物的分辨能力,TEST6 检测厚有机物的分辨能力,TEST7 检测设备灰度分辨以及混合物质分辨的能力,TEST8 检测无机物的分辨能力,TEST9 检测设备的材料分辨能力,TEST10 检测设备的穿透后的材料分辨能力。

X 射线行李安检机射线的能量范围较宽,跨越中能和低能部分,因而对测量仪器能量响应的要求高,尤其低能 X 射线的校准和测量是难点,为保证检测结果的准确可靠,对此需要作较为深入的研究探索。

3)工作的进展与展望

中国测试技术研究院和上海市计量测试技术研究院在国内率先开展 X 射线行李安检机检测/ 校准技术的研究,按照国家质检总局下达的国家计量技术规范编制计划,中测院负责、与上海计测院联合起草 X 射线行李安检机校准规范,与此同时,国家质检总局批准立项、由上海市计量测试技术研究院承担进行“X 射线行李安检机检测方法与检测装置”的项目研究。

X射线行李安检机属于微剂量X射线安全检查设备的一种, 因此规范的起草参照GB15208.1-2005 的技术要求,以及相关的国际标准、行业标准,遵循科学性、先进性、可行性的原则,确定合理可行的校准项目与方法,同时需要开展相应的校准实验,以验证检测项目的合理性、检测方法的可行性。规范的起草正在按计划进行。

作为国际原子能机构和世界卫生组织所属二级标准剂量实验室网(IAEA/WHO SSDLs)的成员,上海市计量测试技术研究院电离辐射室利用防护水平 X、γ 辐射剂量标准装置,针对低能、低剂量率 X 辐射剂量测量技术展开研究,对多种辐射防护仪器的能量响应、探测下限、响应时间等进行比较实验,以选择满足技术要求且性价比合理的测量仪器,并用满足技术要求的测量仪器进行相关实验,同时在深入调研的基础上进行测试模体的设计与研制。装置研制的工作正按计划推进,即将完成。

目前国内大多数省市级质监技术机构开展医用诊断 X 射线辐射源以及 X 射线探伤设备的检定校准工作多年,已经基本具备了相关的技术能力与专业基础,经过技术规范的宣传贯彻和培训,有能力开展对 X 射线行李安检机的校准检测。因此,开展对 X 射线行李安检机的校准检测已经具备了一定的技术基础,并将随着工作的深入开展而得以进一步完善。

公共安全关乎国家安全、社会稳定,尤其是在如今服务世博的大背景下,作为交通运输等领域最重要的安全检查手段之一的 X 射线行李安检机是预防事故、维护公共安全的一道重要防线。为此,尽快落实开展相关的调研与技术研究,通过技术创新、完善技术能力,开展对涉及公共领域的 X 射线行李安检机的检测,确保其技术性能的正常,促进设备技术质量的升级与提高,为公共安全领域提供技术保障,是切实可行的,不仅能够满足世博会对安全工作的高标准,同时也满足社会与市场的需求,并具有现实的迫切性和重要意义。

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