X-ray背散射成像技術(shù)在公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用探討

周維全

【摘要】 X-ray背散射成像技術(shù)是上個(gè)世紀(jì)八十年代末發(fā)展起來(lái)的一種射線檢測(cè)新技術(shù)。在短短的十幾年時(shí)間里發(fā)展很快，本文是想通過(guò)其以X-ray透視成像技術(shù)的比較，來(lái)探討X-ray背散射成像技術(shù)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(cè)。

【關(guān)鍵詞】 X-ray背散射成像 炸藥 毒品探測(cè) 刑事偵查

一、前言

隨著社會(huì)的發(fā)展人員的大量流動(dòng)，以及由于政治或經(jīng)濟(jì)利益的原因造成的社會(huì)不安定因素也日益增多。人們文化水平的提高的同時(shí)，也帶來(lái)了大量的高智商犯罪，犯罪手法更隱蔽，對(duì)社會(huì)的危害更大。恐怖襲擊和能產(chǎn)生暴利的毒品走私目前在許多國(guó)家不但沒(méi)有消停的跡象，反而有象“瘟疫”一樣蔓延的趨勢(shì)。這對(duì)世界各國(guó)如何維護(hù)社會(huì)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(guó)的安全部門(mén)都在研究探討的重要議題。將傳統(tǒng)的材料無(wú)損檢測(cè)方法應(yīng)用于安檢是目前采用最多也最有效的方法之一。射線檢測(cè)技術(shù)具有成像直觀，圖象數(shù)字化處理后便于保存和傳輸。近年來(lái)隨著射線檢測(cè)技術(shù)的不斷提高，和檢測(cè)方法的不斷更新，使得應(yīng)用射線檢測(cè)技術(shù)的能力和范圍有了較大的提高。因此采用射線檢測(cè)技術(shù)是目前機(jī)場(chǎng)、口岸、重要活動(dòng)場(chǎng)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(shù)

X-ray透視成像的特點(diǎn)是由一側(cè)光源發(fā)射X射線，射線穿透物體后由另一端接收，根據(jù)不同物質(zhì)對(duì)X射線的吸收程度的不同而實(shí)時(shí)成像的技術(shù)。射線實(shí)時(shí)成像技術(shù)（RTR技術(shù)）是隨著成像物體的變動(dòng)圖象迅速改變的電子學(xué)成像方法，它與膠片射線照相技術(shù)幾乎是同時(shí)發(fā)展起來(lái)的。與膠片射線照相技術(shù)相比，實(shí)時(shí)成像無(wú)須膠片的暗室處理，縮短了時(shí)間，體現(xiàn)了其在檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和對(duì)暴光時(shí)間的寬容性方面具有很大的優(yōu)越性。RTR技術(shù)現(xiàn)以廣泛的應(yīng)用于航空、航天、防務(wù)、教育、安檢、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。目前在用的射線成像實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)主要有三種：（1）工業(yè)生產(chǎn)用的射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)系統(tǒng)；（2）主要用于電子元器件、生物學(xué)樣品和小工件檢測(cè)的微焦點(diǎn)射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)系統(tǒng)；（3）用于機(jī)場(chǎng)、碼頭、車(chē)站及海關(guān)的物品檢查的陣列射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)系統(tǒng)。射線實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)的發(fā)展很快，由具有較高分辨率和較大的動(dòng)態(tài)范圍的基于非晶硅的大面積成像板構(gòu)成的射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)系統(tǒng)，和具有高檢出靈敏度的掃描X射線源實(shí)時(shí)成像檢測(cè)系統(tǒng)正成為新的研究熱點(diǎn)。

2.1 X-ray背散射成像技術(shù)

X-ray背散射成像技術(shù)也稱(chēng)康普頓背散射成像（CST）檢測(cè)技術(shù)。該檢測(cè)技術(shù)是在80年代末發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)。它具有以下的的技術(shù)特點(diǎn)：（1）單側(cè)非接觸式，不受被檢測(cè)對(duì)象幾何尺寸的限制。利用CST檢測(cè)裝置，只需在被測(cè)物體的的單側(cè)放置射線源和探測(cè)器即可對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。因此可以檢測(cè)透射式系統(tǒng)不能檢測(cè)的大型物件如：汽車(chē)、大型集裝箱等，并可以進(jìn)行移動(dòng)檢測(cè)；（2）靈敏度高，尤其是對(duì)于低X射線吸收系數(shù)材料的檢測(cè)，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(shù)據(jù)。該技術(shù)適合于檢測(cè)鋁合金、塑料、復(fù)合材料等原子序數(shù)較低的材料和物體，對(duì)低密度材料的檢測(cè)將獲得比透視成像更高的對(duì)比度。特別是當(dāng)檢測(cè)物體表面型狀復(fù)雜的物體時(shí)比一般的透射式檢測(cè)具有更好的檢測(cè)效果。（CST）檢測(cè)技術(shù)對(duì)大型物體的的探測(cè)檢查具有目前其它技術(shù)所所難以替代的優(yōu)勢(shì)。X-ray背散射成像（CST）檢測(cè)技術(shù)能夠解決其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)手段不能解決的技術(shù)難題，因此在國(guó)外航空、航天、安全防務(wù)、教育、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)研究等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和逐步的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，由于缺少相關(guān)的技術(shù)設(shè)備，此項(xiàng)技術(shù)的研究和實(shí)際應(yīng)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(diǎn)：X-射線穿透能力強(qiáng)，可以看到內(nèi)在的物體，對(duì)金屬類(lèi)造型的物體成像較清晰，但是對(duì)非金屬類(lèi)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(duì)非金屬物體缺乏層次感，圖象的物質(zhì)信息有限。X-射線背散射成像的特點(diǎn)：是檢測(cè)布局方便，可對(duì)大型物體全方位掃描，對(duì)非金屬類(lèi)造型的物體成像清晰、有層次感。豐富的物質(zhì)信息有助于物體的識(shí)別和部分物質(zhì)成分的分析。

四、結(jié)論

從以上的比較可以看出做為材料分析新的檢測(cè)技術(shù)X-射線背散射成像技術(shù)，由于其所具有獨(dú)特的單側(cè)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(qiáng)，信息豐富等的特點(diǎn)，使其不但在航空、航天、防務(wù)、材料、醫(yī)學(xué)等方面檢測(cè)和機(jī)場(chǎng)、港口、邊界口岸等行李貨物的安全檢查具有很好的應(yīng)用前景，而且在對(duì)特定的如汽車(chē)炸彈、毒品、人質(zhì)等的刑事偵察，及搶險(xiǎn)救災(zāi)中生命探測(cè)也具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]楊寶剛等人，宇航材料工藝 ，2004年第2期：26-28

[2]王仲生，無(wú)損檢測(cè)診斷現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用技術(shù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：280

[3]朱曉峰，提供國(guó)外X-ray背散射成像試驗(yàn)圖片