辐射探测技术在安全及反恐方面的应用

辐射探测技术

在安全反恐方面的应用山大2013暑期学校基本内容按实施载体对恐怖主义分类核威胁极端恐怖主义所采用大规模杀伤性武器包括核武器、生物战剂和化学战剂，其中核武器是最具破坏性，也最为人们恐惧的恐怖主义手段。单就核威胁的实现形式而言，除了采用核武器以外，还有各种以“脏弹”形式存在的有害核放射性物件（RadiologicalDispersalDevice），其威胁更具隐蔽性。主要核威胁种类1993年2001年核走私事件统计核威胁电脑模拟图：华盛顿遭核弹袭击后的场景图片：核武器及其器件照片：“脏弹”历史上的武器级核原料走私事件恐怖事件不断活动区域广泛放射源种类放射性物质从运用领域上一般分为三类：特殊性核物质、医疗及工业用放射源、天然放射性物质。放射性物质清单（一）放射性物质清单（二）放射性物质清单（三）

核武器（NW）核材料（SNM）

U(铀）：99.3%U238;0.7%U235HEU：20%U235Pu（钚）

WGP：93%Pu239核武器26KgHEU,5KgWGPu

体积：11cm3;6cm3放射源需要探测的物质SNM的特征原子序数Z和密度，Z=92，94，

ρ=19.05g/ccX射线的阻止本领很高（吸收和散射）半衰期：Pu24000年；U700M年辐射产物：γ:6-10/fissionn：2-3n/fission1-2MeV60000n/skg(Pu);3/sKg(U)辐射γ能谱:中子或高能γ使SNM发生裂变并产生滞后X和n辐射铀和钚都有特征GAMMA能谱

90%U235的γ谱及其本底，1kg,2400sWDPu的γ谱及其本底1kg,2400s90%U235的γ谱及其本底，1kg,2400s、PVT探测器不同探测器测量Pu239的γ谱探测PO239的特征GAMMA谱

侦测工作的三大组成部分目标-得到SNM的辐射特征侦测工作三部分：探测：得到数据-γ和n转换为电脉冲三种探测器：闪烁体；半导体；He3管密度的探测：高能γ的吸收或散射算法：将测量数据变成有用的信息操作理念：CONOPS（conceptofoperation)对信息反应的操作GAMMA探测和鉴别仅探测辐射一定的分辨率能辨别同位素好的分辨率精确地辨别同位素通过裂变辐射的γ谱辨别同位素通过成像给出γ的来源三个特性：

探测效率：记录信号的能力谱的分辨率：分辨谱中峰的尖锐程度信号噪声比：区别真信号后噪声（辐射本底）

现行探测技术辐射剂量报警系统（Pagers）入口（门式）辐射监测系统（PVT）同位素辨别装置（手持HPGe）辐射成像系统（高能γ集装箱检查）当射线与试样碰撞时生成阴阳两种离子。纵向有一个电场。不同样品物质离子的极性不同，迁移率

到达收集器的漂移时间也不同，依据离子的极性和漂移时间对被检测样品做出分析。

拉曼光谱是一种散射光谱。对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子研究结构的一种分析方法。双能扫描系统RM检测系统

先进的探测技术NewScintillationmaterialGamma-raySpectrumAnalysisApplicationusingMultipleAlgorithmsCAARS:low-riskdual-energyradiographysystem&Higher-riskdual-energyradiographysystem;UsingbackscatteredX-raytodetectDensematerialMuonTomographyScanningCargoorSNMwithNuclearResonanceFluorescenceDetectSNMataDistanceDetectSNMsingmono-energyγbeam分辨率不断提高的CS137GAMMA能谱测量CZT探测器各种探测器的探测效率和能量分辨新型闪烁材料SrI2碘化锶晶体–Veryhighlightoutput;goodenergyresolution;inexpensivetoscaleuptolargedetectors.Semiconductor:TlBr溴化铊–Asgoodascurrentroomtemperaturedetectormaterials;canbegrowntomuchlargersizethancurrentsemiconductordetectormaterialsNano-compsitescintillatorsCAARS双能辐射成像技术

X-RAY反散射技术不同元素对不同能量gamma的背散射利用gamma的背散射辨别高Z物质工作原理

MuonTomography

ScanningCargoorSNMwithNuclearResonanceFluorescence

DETECTSNMATADISTANCE单能GAMMA成像技术DetectionofSNMusingmonoenergetic-raysComputed-yieldvs.energy

600±5%keV,1010photons发展产品当前下一代先进技术研发探索辐射成像VACIS,汽车货物检测系统单能X射线，背散射X射线先进货物自动辐射成像系统自动探测高Z物质增强型的货物自动辐射成像系统(VSSNM)

有POE和没有POE的自动探测SNMSNM被动式自动的对屏蔽的ＳＮＭ探测大型远距SNM探测门式监测PVT聚苯乙烯

ASP(NaIandHPGe)先进门式谱分析仪器成像技术信号更清晰，(StandoffATD)

增加PD减少FAR改进高分辨大体积低成本的闪烁材料探测高速车载目标手持GR-135,SAIC产品：手持辐射监测，鉴别探测等手持辐射探测系统手持，携带，轻的HPGe智能个人辐射定位直接，无线，网络控制同位素辨别发展室温下像HPGe性能的探测器改进电子学中子固体探测器小型系统辐射呼叫供应商支持现行的产品和未来的发展趋势基本内容第二防线计划

SECONDLINEOFDEFENSE任务：加强与合作伙伴国家在边界上共同防范、查验和阻止特殊核材料走私的能力。查验场所包括：边界、空港、海港和其他国家入口。策略：基于全球合作，通过如下手段控制核材料走私：A通过先进的科技手段搜索、探测并识别放射性物质；B发展制定出应对方案和响应流程；C预判未来核走私的全球态势，并提前干预。要点：A可持续地（sustainable）、B有效的(effective)防范阻止查验多层核防护方案设计理念第二防线计划第二防线计划在国际100个重要海港装配监测设备。支持各国海关和港务局相关查验工作。与其他相关机构展开合作，包括：-CBP/ICE:ContainerSecurityInitiative(CSI)-CBP:SecureFreightInitiative(SFI)大港计划MegaportsInitiative在全世界600个入口处（包括机场、边界、海港）装配监测设备。支持各国相关机构的查验工作。

与国际相关机构展开合作，包括：-InternationalAtomicEnergyAgency(IAEA)-EuropeanUnion核心计划CoreProgram汽车通道二级详查中心控制室

第二防线计划ALARM原则机场铁路通道海港行人通道第二防线计划全局布控结构图第二防线计划

一个可持续性监测系统的基本构成要素信息交流设备日常操作&常规安全检查技术支持维护与维修核辐射源获取与存储培训响应流程与操作框架大港计划进程第二防线计划（已完成）第二防线计划（在建）第二防线计划（所有）第二防线计划实例照片第二防线计划实例照片SriLanka（18RPMs）Philippine（19RPMs）Thailand（19RPMs，1forrail）Singapore（2RPMs）基本内容为何需要国际标准市场上存在着各种各样的核辐射监测设备，国际标准从规划出发保证各种设备满足应用需求。

可靠性标准保证用户在进行辐射监测时的安全，同时保证设备的使用可靠性。相关机构与标准(整体方案)IEC62244InstalledradiationmonitorsforthedetectionofradioactiveandspecialnuclearmaterialsatNationalborders(RPMs)

IEC62484Spectroscopy-basedportalmonitorsusedforthedetection&identificationofillicittraffickingofradioactivematerial（SRPMs）ANSIＮ42.35EvaluationandPerformanceofRadiationDetectionPortalMonitorsforUseinHomelandSecurity（RPMs）ANSIＮ42.38PerformanceCriteriaforSpectroscopy-BasedPortalMonitorsUsedforHomelandSecurity门式放射性物质监测系统（RPM类与SRPM类）威视ＲＭ２０００ＣａｎｂｅｒｒａＲａｄＳｅｎｔｒｙ手持式核素识别仪（ＲＩＤ类）威视ＲＭ０１００ＮＡ/NHCanberra

ERKIEC62327Hand–heldinstrumentsforthedetection&identificationofradionuclidesandfortheindicationofambientdoseequivalentratefromphotonradiation(RIDs）

IEC62533Highlysensitivehand-heldinstrumentsforphotondetectionofradioactivematerialANSIＮ42.33PerformanceCriteriaforHand-heldInstrumentsfortheDetectionandIdentificationofRadionuclides各相关标准汇总按适用的仪器类型分类ANSIIECIAEA国标PRD个人辐射剂量仪ANSIN42.32IEC62401Technical/FunctionalSpecificationsforBorderMonitoringEquipment暂缺HandheldRID手持式核素识别仪ANSIN42.33

ANSIN42.34IEC62327

IEC62533暂缺RPM门式监测设备ANSIN42.35

ANSIN42.38IEC62244

IEC62484GBT24246-2009NeutronDetectors中子探测设备ANSI