X-ray背散射成像技術在公共安全領域的應用探討

周維全

【摘要】 X-ray背散射成像技術是上個世紀八十年代末發展起來的一種射線檢測新技術。在短短的十幾年時間里發展很快，本文是想通過其以X-ray透視成像技術的比較，來探討X-ray背散射成像技術在公共安全檢查方面如：炸藥、毒品、部分非金屬材料組成的槍械、及其他走私人員、物品等的探測。

【關鍵詞】 X-ray背散射成像 炸藥 毒品探測 刑事偵查

一、前言

隨著社會的發展人員的大量流動，以及由于政治或經濟利益的原因造成的社會不安定因素也日益增多。人們文化水平的提高的同時，也帶來了大量的高智商犯罪，犯罪手法更隱蔽，對社會的危害更大。恐怖襲擊和能產生暴利的毒品走私目前在許多國家不但沒有消停的跡象，反而有象“瘟疫”一樣蔓延的趨勢。這對世界各國如何維護社會公共安全提出了更高的要求。安全高效的檢查手段是目前各國的安全部門都在研究探討的重要議題。將傳統的材料無損檢測方法應用于安檢是目前采用最多也最有效的方法之一。射線檢測技術具有成像直觀，圖象數字化處理后便于保存和傳輸。近年來隨著射線檢測技術的不斷提高，和檢測方法的不斷更新，使得應用射線檢測技術的能力和范圍有了較大的提高。因此采用射線檢測技術是目前機場、口岸、重要活動場所安全檢查最直接最有效的的方法之一。

二、X-ray透視成像技術

X-ray透視成像的特點是由一側光源發射X射線，射線穿透物體后由另一端接收，根據不同物質對X射線的吸收程度的不同而實時成像的技術。射線實時成像技術（RTR技術）是隨著成像物體的變動圖象迅速改變的電子學成像方法，它與膠片射線照相技術幾乎是同時發展起來的。與膠片射線照相技術相比，實時成像無須膠片的暗室處理，縮短了時間，體現了其在檢測的實時性和對暴光時間的寬容性方面具有很大的優越性。RTR技術現以廣泛的應用于航空、航天、防務、教育、安檢、醫學等領域。目前在用的射線成像實時檢測系統主要有三種：（1）工業生產用的射線實時成像檢測系統；（2）主要用于電子元器件、生物學樣品和小工件檢測的微焦點射線實時成像檢測系統；（3）用于機場、碼頭、車站及海關的物品檢查的陣列射線實時成像檢測系統。射線實時成像系統的發展很快，由具有較高分辨率和較大的動態范圍的基于非晶硅的大面積成像板構成的射線實時成像檢測系統，和具有高檢出靈敏度的掃描X射線源實時成像檢測系統正成為新的研究熱點。

2.1 X-ray背散射成像技術

X-ray背散射成像技術也稱康普頓背散射成像（CST）檢測技術。該檢測技術是在80年代末發展起來的一種新技術。它具有以下的的技術特點：（1）單側非接觸式，不受被檢測對象幾何尺寸的限制。利用CST檢測裝置，只需在被測物體的的單側放置射線源和探測器即可對被測物體進行檢測。因此可以檢測透射式系統不能檢測的大型物件如：汽車、大型集裝箱等，并可以進行移動檢測；（2）靈敏度高，尤其是對于低X射線吸收系數材料的檢測，如：毒品、炸藥等；（3）快速三維成像，一次掃描可以獲得深度方向的三維成像的數據。該技術適合于檢測鋁合金、塑料、復合材料等原子序數較低的材料和物體，對低密度材料的檢測將獲得比透視成像更高的對比度。特別是當檢測物體表面型狀復雜的物體時比一般的透射式檢測具有更好的檢測效果。（CST）檢測技術對大型物體的的探測檢查具有目前其它技術所所難以替代的優勢。X-ray背散射成像（CST）檢測技術能夠解決其他無損檢測技術手段不能解決的技術難題，因此在國外航空、航天、安全防務、教育、醫學、材料學研究等領域得到了廣泛的研究和逐步的應用。在國內，由于缺少相關的技術設備，此項技術的研究和實際應用尚處于探索性研究階段。

三、X-射線透視成像和X-射線背散射成像圖像的比較

X-射線透視成像的特點：X-射線穿透能力強，可以看到內在的物體，對金屬類造型的物體成像較清晰，但是對非金屬類如用工程塑料或陶瓷和金屬組合成的槍械其整體成像清晰度就較差，對非金屬物體缺乏層次感，圖象的物質信息有限。X-射線背散射成像的特點：是檢測布局方便，可對大型物體全方位掃描，對非金屬類造型的物體成像清晰、有層次感。豐富的物質信息有助于物體的識別和部分物質成分的分析。

四、結論

從以上的比較可以看出做為材料分析新的檢測技術X-射線背散射成像技術，由于其所具有獨特的單側非接觸式射線成像、高靈敏度、和三維立體成像圖象層次感強，信息豐富等的特點，使其不但在航空、航天、防務、材料、醫學等方面檢測和機場、港口、邊界口岸等行李貨物的安全檢查具有很好的應用前景，而且在對特定的如汽車炸彈、毒品、人質等的刑事偵察，及搶險救災中生命探測也具有很高的應用價值。

參 考 文 獻

[1]楊寶剛等人，宇航材料工藝 ，2004年第2期：26-28

[2]王仲生，無損檢測診斷現場實用技術，北京：機械工業出版社，2002：280

[3]朱曉峰，提供國外X-ray背散射成像試驗圖片