輻射探測技術(shù)在安全及反恐方面的應(yīng)用

輻射探測技術(shù)

在安全反恐方面的應(yīng)用山大2013暑期學(xué)?；緝?nèi)容按實施載體對恐怖主義分類核威脅極端恐怖主義所采用大規(guī)模殺傷性武器包括核武器、生物戰(zhàn)劑和化學(xué)戰(zhàn)劑，其中核武器是最具破壞性，也最為人們恐懼的恐怖主義手段。單就核威脅的實現(xiàn)形式而言，除了采用核武器以外，還有各種以“臟彈”形式存在的有害核放射性物件（RadiologicalDispersalDevice），其威脅更具隱蔽性。主要核威脅種類1993年2001年核走私事件統(tǒng)計核威脅電腦模擬圖：華盛頓遭核彈襲擊后的場景圖片：核武器及其器件照片：“臟彈”歷史上的武器級核原料走私事件恐怖事件不斷活動區(qū)域廣泛放射源種類放射性物質(zhì)從運用領(lǐng)域上一般分為三類：特殊性核物質(zhì)、醫(yī)療及工業(yè)用放射源、天然放射性物質(zhì)。放射性物質(zhì)清單（一）放射性物質(zhì)清單（二）放射性物質(zhì)清單（三）

核武器（NW）核材料（SNM）

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

WGP：93%Pu239核武器26KgHEU,5KgWGPu

體積：11cm3;6cm3放射源需要探測的物質(zhì)SNM的特征原子序數(shù)Z和密度，Z=92，94，

ρ=19.05g/ccX射線的阻止本領(lǐng)很高（吸收和散射）半衰期：Pu24000年；U700M年輻射產(chǎn)物：γ:6-10/fissionn：2-3n/fission1-2MeV60000n/skg(Pu);3/sKg(U)輻射γ能譜:中子或高能γ使SNM發(fā)生裂變并產(chǎn)生滯后X和n輻射鈾和钚都有特征GAMMA能譜

90%U235的γ譜及其本底，1kg,2400sWDPu的γ譜及其本底1kg,2400s90%U235的γ譜及其本底，1kg,2400s、PVT探測器不同探測器測量Pu239的γ譜探測PO239的特征GAMMA譜

偵測工作的三大組成部分目標-得到SNM的輻射特征偵測工作三部分：探測：得到數(shù)據(jù)-γ和n轉(zhuǎn)換為電脈沖三種探測器：閃爍體；半導(dǎo)體；He3管密度的探測：高能γ的吸收或散射算法：將測量數(shù)據(jù)變成有用的信息操作理念：CONOPS（conceptofoperation)對信息反應(yīng)的操作GAMMA探測和鑒別僅探測輻射一定的分辨率能辨別同位素好的分辨率精確地辨別同位素通過裂變輻射的γ譜辨別同位素通過成像給出γ的來源三個特性：

探測效率：記錄信號的能力譜的分辨率：分辨譜中峰的尖銳程度信號噪聲比：區(qū)別真信號后噪聲（輻射本底）

現(xiàn)行探測技術(shù)輻射劑量報警系統(tǒng)（Pagers）入口（門式）輻射監(jiān)測系統(tǒng)（PVT）同位素辨別裝置（手持HPGe）輻射成像系統(tǒng)（高能γ集裝箱檢查）當(dāng)射線與試樣碰撞時生成陰陽兩種離子?？v向有一個電場。不同樣品物質(zhì)離子的極性不同，遷移率

到達收集器的漂移時間也不同，依據(jù)離子的極性和漂移時間對被檢測樣品做出分析。

拉曼光譜是一種散射光譜。對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉(zhuǎn)動方面信息，并應(yīng)用于分子研究結(jié)構(gòu)的一種分析方法。雙能掃描系統(tǒng)RM檢測系統(tǒng)

先進的探測技術(shù)NewScintillationmaterialGamma-raySpectrumAnalysisApplicationusingMultipleAlgorithmsCAARS:low-riskdual-energyradiographysystem&Higher-riskdual-energyradiographysystem;UsingbackscatteredX-raytodetectDensematerialMuonTomographyScanningCargoorSNMwithNuclearResonanceFluorescenceDetectSNMataDistanceDetectSNMsingmono-energyγbeam分辨率不斷提高的CS137GAMMA能譜測量CZT探測器各種探測器的探測效率和能量分辨新型閃爍材料SrI2碘化鍶晶體–Veryhighlightoutput;goodenergyresolution;inexpensivetoscaleuptolargedetectors.Semiconductor:TlBr溴化鉈–Asgoodascurrentroomtemperaturedetectormaterials;canbegrowntomuchlargersizethancurrentsemiconductordetectormaterialsNano-compsitescintillatorsCAARS雙能輻射成像技術(shù)

X-RAY反散射技術(shù)不同元素對不同能量gamma的背散射利用gamma的背散射辨別高Z物質(zhì)工作原理

MuonTomography

ScanningCargoorSNMwithNuclearResonanceFluorescence

DETECTSNMATADISTANCE單能GAMMA成像技術(shù)DetectionofSNMusingmonoenergetic-raysComputed-yieldvs.energy

600±5%keV,1010photons發(fā)展產(chǎn)品當(dāng)前下一代先進技術(shù)研發(fā)探索輻射成像VACIS,汽車貨物檢測系統(tǒng)單能X射線，背散射X射線先進貨物自動輻射成像系統(tǒng)自動探測高Z物質(zhì)增強型的貨物自動輻射成像系統(tǒng)(VSSNM)

有POE和沒有POE的自動探測SNMSNM被動式自動的對屏蔽的ＳＮＭ探測大型遠距SNM探測門式監(jiān)測PVT聚苯乙烯

ASP(NaIandHPGe)先進門式譜分析儀器成像技術(shù)信號更清晰，(StandoffATD)

增加PD減少FAR改進高分辨大體積低成本的閃爍材料探測高速車載目標手持GR-135,SAIC產(chǎn)品：手持輻射監(jiān)測，鑒別探測等手持輻射探測系統(tǒng)手持，攜帶，輕的HPGe智能個人輻射定位直接，無線，網(wǎng)絡(luò)控制同位素辨別發(fā)展室溫下像HPGe性能的探測器改進電子學(xué)中子固體探測器小型系統(tǒng)輻射呼叫供應(yīng)商支持現(xiàn)行的產(chǎn)品和未來的發(fā)展趨勢基本內(nèi)容第二防線計劃

SECONDLINEOFDEFENSE任務(wù)：加強與合作伙伴國家在邊界上共同防范、查驗和阻止特殊核材料走私的能力。查驗場所包括：邊界、空港、海港和其他國家入口。策略：基于全球合作，通過如下手段控制核材料走私：A通過先進的科技手段搜索、探測并識別放射性物質(zhì)；B發(fā)展制定出應(yīng)對方案和響應(yīng)流程；C預(yù)判未來核走私的全球態(tài)勢，并提前干預(yù)。要點：A可持續(xù)地（sustainable）、B有效的(effective)防范阻止查驗多層核防護方案設(shè)計理念第二防線計劃第二防線計劃在國際100個重要海港裝配監(jiān)測設(shè)備。支持各國海關(guān)和港務(wù)局相關(guān)查驗工作。與其他相關(guān)機構(gòu)展開合作，包括：-CBP/ICE:ContainerSecurityInitiative(CSI)-CBP:SecureFreightInitiative(SFI)大港計劃MegaportsInitiative在全世界600個入口處（包括機場、邊界、海港）裝配監(jiān)測設(shè)備。支持各國相關(guān)機構(gòu)的查驗工作。

與國際相關(guān)機構(gòu)展開合作，包括：-InternationalAtomicEnergyAgency(IAEA)-EuropeanUnion核心計劃CoreProgram汽車通道二級詳查中心控制室

第二防線計劃ALARM原則機場鐵路通道海港行人通道第二防線計劃全局布控結(jié)構(gòu)圖第二防線計劃

一個可持續(xù)性監(jiān)測系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素信息交流設(shè)備日常操作&常規(guī)安全檢查技術(shù)支持維護與維修核輻射源獲取與存儲培訓(xùn)響應(yīng)流程與操作框架大港計劃進程第二防線計劃（已完成）第二防線計劃（在建）第二防線計劃（所有）第二防線計劃實例照片第二防線計劃實例照片SriLanka（18RPMs）Philippine（19RPMs）Thailand（19RPMs，1forrail）Singapore（2RPMs）基本內(nèi)容為何需要國際標準市場上存在著各種各樣的核輻射監(jiān)測設(shè)備，國際標準從規(guī)劃出發(fā)保證各種設(shè)備滿足應(yīng)用需求。

可靠性標準保證用戶在進行輻射監(jiān)測時的安全，同時保證設(shè)備的使用可靠性。相關(guān)機構(gòu)與標準(整體方案)IEC62244InstalledradiationmonitorsforthedetectionofradioactiveandspecialnuclearmaterialsatNationalborders(RPMs)

IEC62484Spectroscopy-basedportalmonitorsusedforthedetection&identificationofillicittraffickingofradioactivematerial（SRPMs）ANSIＮ42.35EvaluationandPerformanceofRadiationDetectionPortalMonitorsforUseinHomelandSecurity（RPMs）ANSIＮ42.38PerformanceCriteriaforSpectroscopy-BasedPortalMonitorsUsedforHomelandSecurity門式放射性物質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)（RPM類與SRPM類）威視ＲＭ２０００ＣａｎｂｅｒｒａＲａｄＳｅｎｔｒｙ手持式核素識別儀（ＲＩＤ類）威視ＲＭ０１００ＮＡ/NHCanberra

ERKIEC62327Hand–heldinstrumentsforthedetection&identificationofradionuclidesandfortheindicationofambientdoseequivalentratefromphotonradiation(RIDs）

IEC62533Highlysensitivehand-heldinstrumentsforphotondetectionofradioactivematerialANSIＮ42.33PerformanceCriteriaforHand-heldInstrumentsfortheDetectionandIdentificationofRadionuclides各相關(guān)標準匯總按適用的儀器類型分類ANSIIECIAEA國標PRD個人輻射劑量儀ANSIN42.32IEC62401Technical/FunctionalSpecificationsforBorderMonitoringEquipment暫缺HandheldRID手持式核素識別儀ANSIN42.33

ANSIN42.34IEC62327

IEC62533暫缺RPM門式監(jiān)測設(shè)備ANSIN42.35

ANSIN42.38IEC62244

IEC62484GBT24246-2009NeutronDetectors中子探測設(shè)備ANSI