專(zhuān)利名稱(chēng)：：通過(guò)中子和緩發(fā)中子識(shí)別特定核材料的存在的制作方法通過(guò)中子和緩發(fā)中子識(shí)別特定核材料的存在本分案申請(qǐng)是基于申請(qǐng)?zhí)枮?00580006791.8，申請(qǐng)日為2005年2月28日，發(fā)明名稱(chēng)為“通過(guò)雙能量輻射掃描和緩發(fā)中子探測(cè)來(lái)檢查物體”的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域：
對(duì)包括如貨物運(yùn)輸工具之類(lèi)的大物體的物體(object)進(jìn)行輻射掃描(radiationscanning)，以識(shí)別違禁品。
背景技術(shù)：
：輻射一般用于非入侵地檢查諸如行李、袋子、公文包、貨物集裝箱等物體的內(nèi)容，以便例如在機(jī)場(chǎng)、海港和公共建筑物識(shí)別隱藏的違禁品。例如，違禁品可以包括隱藏的槍、刀、爆炸裝置、非法藥物和大規(guī)模殺傷武器，如核或“臟”放射性炸彈。一種普通的檢查系統(tǒng)是行掃描儀(linescanner)，其中在如X射線(xiàn)輻射之類(lèi)固定的輻射源和固定的探測(cè)器之間傳送要檢查的物體。輻射被校準(zhǔn)(準(zhǔn)直)為扇形射束或尖錐射束(pencilbeam)。透過(guò)物體的輻射被物體的內(nèi)容衰減到不同程度。輻射的衰減是射束所通過(guò)的材料的密度的函數(shù)。探測(cè)并測(cè)量透射的輻射。可以產(chǎn)生物體內(nèi)容的輻射圖像，用于檢查。圖像顯示了內(nèi)容的形狀、大小和不同密度。普通檢查系統(tǒng)中所使用的固定輻射源典型地是大約160KeV至大約450KeV的X射線(xiàn)輻射源。例如，X射線(xiàn)源可以是韌致(Bremsstrahlimg)輻射源。該能量范圍內(nèi)的X射線(xiàn)源可以是X射線(xiàn)管。450KeV的X射線(xiàn)輻射將不能完全穿透如貨物集裝箱之類(lèi)的大物體。標(biāo)準(zhǔn)的貨物集裝箱典型地為2050英尺長(zhǎng)(6.115.2米)、8英尺高(2.4米)、69英尺寬(1.82.7米)。用于容納要存放在飛機(jī)機(jī)體內(nèi)的多件行李或其它貨物的航空貨物集裝箱的尺寸(長(zhǎng)、高、寬)可以從大約35X21X21英寸(0.89X0.53X0.53米)直到大約240X118X96英寸(6.1X3.0X2.4米)變化。在貨物托盤(pán)(pallet)上也可以支撐大堆的物體，如多件行李?？梢杂兄蝹?cè)壁的貨物托盤(pán)可能具有可比得上貨物集裝箱的尺寸，并且使用術(shù)語(yǔ)“貨物運(yùn)輸工具”來(lái)涵蓋貨物集裝箱和貨物托盤(pán)。雖然把槍、爆炸物和其它違禁品裝在手提袋和行李中帶到飛機(jī)上走私已經(jīng)是當(dāng)前眾所周知的關(guān)注問(wèn)題，但是較少公開(kāi)但也嚴(yán)重的威脅是，利用船只在大的貨物運(yùn)輸工具中跨國(guó)界走私違禁品。用船只運(yùn)到美國(guó)的1千7百萬(wàn)只集裝箱中只有2%10%被檢查?！皺z查站恐怖行動(dòng)(CheckpointTerror)”，美國(guó)新聞和世界報(bào)告(U.S.NewsandfforldReport),2002年2月11日，第52頁(yè)。利用常規(guī)爆炸來(lái)在廣大地區(qū)散布放射性材料的原子彈和“臟彈”是可以在貨物運(yùn)輸工具和更小物體中走私的核裝置的例子。類(lèi)似，也可以在這些物體中走私可用于制造原子設(shè)備的放射性、可裂變、易裂變和增殖性材料。如鈾-235、鈾-233和钚-239的易裂變材料，可以通過(guò)捕獲慢(熱)中子來(lái)經(jīng)歷裂變?？闪炎儾牧习ㄒ琢炎儾牧?，以及可以通過(guò)捕獲快中子來(lái)經(jīng)歷裂變的材料，如鈾-238。增殖性材料可以通過(guò)捕獲慢(熱)中子而轉(zhuǎn)變成易裂變材料。例如，鈾-238可以轉(zhuǎn)變成钚-239。例如，釷-232可以轉(zhuǎn)變成鈾-233?？闪炎?、易裂變和增殖性材料在此被稱(chēng)為“核材料”。通過(guò)手動(dòng)檢查如貨物運(yùn)輸工具之類(lèi)的物體的內(nèi)容來(lái)識(shí)別核裝置、核材料和放射性材料(可能不是核材料)對(duì)于常規(guī)用途來(lái)說(shuō)太慢。通過(guò)如輻射探測(cè)器的無(wú)源檢查系統(tǒng)來(lái)識(shí)別放射性材料和核裝置更快，但是難。例如，可以將輻射探測(cè)器沿物體的路徑放置。因?yàn)楹瞬牧贤ǔＪ侵旅艿?，而它們吸收它們所發(fā)射的光子中的大多數(shù)。如鐵、鉛、鎢或鈀的屏蔽材料也可用于阻擋輻射的逸出，阻止了對(duì)輻射的探測(cè)。另外，某些如鈾-233、鈾-235和钚-239的易裂變材料雖然具有放射性，但是具有極長(zhǎng)的半衰期(IO4IO8年的數(shù)量級(jí))。對(duì)于這種材料，來(lái)自自發(fā)衰變的計(jì)數(shù)率太慢，使得無(wú)源探測(cè)不可靠。而且，較少量的放射性材料可以位于大貨物運(yùn)輸工具中。而且，難以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)掃描將核裝置及核材料與物體內(nèi)所裝有的其它致密物區(qū)分開(kāi)?？梢岳眠@樣的輻射束來(lái)增強(qiáng)可通過(guò)X射線(xiàn)掃描得到的物體內(nèi)容的材料成分信息該輻射束的能譜具有和物體內(nèi)容不同地相互作用的兩個(gè)不同能量端點(diǎn)(峰值能量)。相互作用和材料有關(guān)。例如，可以通過(guò)具有6MeV和9MeV或更高加速電勢(shì)的X射線(xiàn)源，來(lái)提供兩個(gè)具有能譜的X射線(xiàn)束，該X射線(xiàn)源分別產(chǎn)生具有6MeV和9MeV峰值能量的X射線(xiàn)輻射束。對(duì)于具有6MeV峰值能量的X射線(xiàn)束，X射線(xiàn)輻射將主要通過(guò)康普頓(Compton)散射而衰減。在大部分能譜上沒(méi)有很多電子對(duì)產(chǎn)生。對(duì)于具有9MeV或更高峰值能量的X射線(xiàn)束，誘發(fā)了更多的電子對(duì)產(chǎn)生。也發(fā)生了康普頓散射。在兩個(gè)能量端點(diǎn)下探測(cè)的透過(guò)輻射的比值可以指示輻射束所通過(guò)的材料的原子數(shù)(automicnumber)。雖然電子對(duì)在1.022MeV開(kāi)始產(chǎn)生，但是康普頓散射起主要作用，直到達(dá)到更高的峰值能量為止。例如，美國(guó)專(zhuān)利No.5，524，133公開(kāi)了用于如集裝箱的大物體中或運(yùn)載工具上的貨物的掃描系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了兩個(gè)固定的X射線(xiàn)輻射源，每個(gè)輻射源都發(fā)出被校準(zhǔn)(準(zhǔn)直)為扇形射束的射束。輻射源面向貨物的相鄰側(cè)，且扇形射束相互垂直。固定探測(cè)器陣列被放置在貨物的對(duì)側(cè)和每個(gè)輻射源相對(duì)，以便接收透過(guò)貨物的輻射。另外，每個(gè)輻射源都發(fā)出兩種不同能量的X射線(xiàn)輻射。一種能量大大高于另一種能量。例如，可以使用IMeV和5MeV或6MeV的能量。確定探測(cè)器陣列整體在每個(gè)能量端點(diǎn)下對(duì)每一層探測(cè)的平均X射線(xiàn)數(shù)的比值或探測(cè)器陣列的每個(gè)探測(cè)器在每個(gè)能量端點(diǎn)探測(cè)的平均X射線(xiàn)數(shù)的比值(ratio)，并將其和查找表進(jìn)行比較，以識(shí)別與該比值對(duì)應(yīng)的平均原子數(shù)。由此確定貨物的材料內(nèi)容。X射線(xiàn)掃描的更復(fù)雜因素在于，與被檢物體相互作用后的輻射的測(cè)量是統(tǒng)計(jì)意義上的。例如，透過(guò)物體的X射線(xiàn)輻射的測(cè)量精度受用于進(jìn)行測(cè)量的光子數(shù)以及系統(tǒng)固有噪聲的限制。相同量的重復(fù)測(cè)量典型地產(chǎn)生以均值為中心的一簇測(cè)量值簇。這簇測(cè)量值的曲線(xiàn)典型地形成“正態(tài)分布”曲線(xiàn)。單個(gè)測(cè)量的離散(正態(tài)分布曲線(xiàn)的寬度)以標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表征。在利用單色X射線(xiàn)束的X射線(xiàn)掃描中使用泊松統(tǒng)計(jì)，測(cè)量的百分比誤差是1除以除系統(tǒng)噪聲外的被探測(cè)光子數(shù)的平方根。當(dāng)探測(cè)到更多的光子時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差減小，并且測(cè)量精度提高。雖然可以通過(guò)增加掃描時(shí)間來(lái)增加探測(cè)到的光子數(shù)，但是放慢典型X射線(xiàn)掃描系統(tǒng)的吞吐率一般是不可接受的。例如，在當(dāng)前市場(chǎng)中，大大延遲貨物運(yùn)輸工具通過(guò)港口或邊界、或者在機(jī)場(chǎng)延遲篩分乘客的袋子或行李，是不可接受的。例如，設(shè)法識(shí)別如鈾之類(lèi)的材料的掃描系統(tǒng)的精度可以以其“靈敏度”及其“專(zhuān)一性”為特征。靈敏度是能夠識(shí)別貨物運(yùn)輸工具中存在鈾的概率。高靈敏度系統(tǒng)將比低靈敏度系統(tǒng)識(shí)別更多的真報(bào)(truepositive)(正確識(shí)別鈾的存在)和更少的漏報(bào)(鈾的漏探測(cè))。然而，靈敏度的提高可能導(dǎo)致誤報(bào)數(shù)量的增加，這可能是不可接受的。例如，作為精度統(tǒng)計(jì)度量的專(zhuān)一性是掃描系統(tǒng)能夠正確識(shí)別貨物運(yùn)輸工具中不存在鈾的概率。高專(zhuān)一性系統(tǒng)將比低專(zhuān)一性系統(tǒng)識(shí)別更少的誤報(bào)(當(dāng)貨物運(yùn)輸工具中不存在鈾時(shí)，識(shí)別鈾)。不足的光子收集可能導(dǎo)致大標(biāo)準(zhǔn)差的測(cè)量分布。因此，所關(guān)心的如鈾之類(lèi)的材料分布可能與其它無(wú)威脅材料的分布重疊。因此，可能不清楚特殊測(cè)量是否指示所關(guān)心的材料，由此導(dǎo)致誤報(bào)。仍然需要用于高精度地探測(cè)貨物運(yùn)輸工具和其它物體內(nèi)隱藏的核材料的可行、高效及非入侵方法和系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容可裂變、易裂變和增殖性材料(核材料)具有高原子數(shù)(即原子序數(shù))(Z)。例如，軸的原子數(shù)(Z)為92，钚的原子數(shù)為94。比其它易裂變材料更容易經(jīng)歷裂變的特種核材料(SNM)被美國(guó)核管制委員會(huì)定義為包括钚、鈾-233和富含同位素鈾-233或鈾-235的鈾。通常用高原子數(shù)材料如鉛(Z=82)、鎢(Z=74)和鈀(Z=46)來(lái)屏蔽放射性材料，其中一些放射性材料可能具有比核材料低的原子數(shù)(例如鈷-60的原子數(shù)為27)。相反，作為貨物運(yùn)輸工具中裝運(yùn)的大多數(shù)工業(yè)品的主要材料的鐵具有26的原子數(shù)。也可在貨物運(yùn)輸工具中裝運(yùn)的農(nóng)產(chǎn)品具有更低的原子數(shù)。農(nóng)產(chǎn)品主要由具有更低原子數(shù)的碳(Z=6)、氮(Z=7)和水(Η20，Η(Ζ=1)；0(Z=8))組成。本發(fā)明的實(shí)施例檢查物體的內(nèi)容，以檢查可能指示核材料存在的高原子數(shù)材料的存在。也可以檢查物體自身及埋入地下的物體。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)以下方法來(lái)檢查物體內(nèi)容用具有不同能量如不同能量端點(diǎn)的輻射束來(lái)掃描物體；計(jì)算在兩種能量下探測(cè)的輻射的函數(shù)；以及至少部分地根據(jù)該函數(shù)來(lái)確定物體是否包括原子數(shù)大于預(yù)定原子數(shù)的材料。例如，物體可以是貨物運(yùn)輸工具，且這兩個(gè)能量端點(diǎn)都可以大于lMeV。例如，能量端點(diǎn)可以是9MeV和5MeV。例如，函數(shù)可以是在兩個(gè)能量端點(diǎn)下探測(cè)的輻射比值。這種比值在此被稱(chēng)為透射比(TR)。原子數(shù)大于預(yù)定原子數(shù)的材料被稱(chēng)為高原子數(shù)材料(HANM)?？梢詫⒌谝缓瘮?shù)和至少部分地基于預(yù)定原子數(shù)的第二函數(shù)進(jìn)行比較，以進(jìn)行確定。例如，第二函數(shù)可以是閾值。例如，閾值可以至少部分地基于通過(guò)在相同的兩個(gè)能量端點(diǎn)下掃描具有預(yù)定原子數(shù)的測(cè)試材料而得到的比值(也是TR)?？梢詫㈤撝颠M(jìn)一步調(diào)節(jié)預(yù)定的整數(shù)倍或非整數(shù)倍標(biāo)準(zhǔn)差。改變標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)通常將以相反方向影響系統(tǒng)的靈敏度和專(zhuān)一性。例如，增加標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)可以提高專(zhuān)一性、減少誤報(bào)數(shù)，但是它也可以降低靈敏度、減少對(duì)準(zhǔn)報(bào)的探測(cè)。在特殊應(yīng)用中，需要平衡專(zhuān)一性和靈敏度。例如，也可以把物體埋入地下。透過(guò)物體特殊部分的輻射束的一部分在表面如探測(cè)器上的投影，被稱(chēng)為“像素”。對(duì)于對(duì)應(yīng)像素，計(jì)算在每種能量下探測(cè)的輻射之間的函數(shù)。對(duì)應(yīng)像素優(yōu)選地至少重疊一半，但這不是必需的。對(duì)應(yīng)像素在表面上的投影被稱(chēng)為“合成(resultant)”像素或簡(jiǎn)稱(chēng)為像素。滿(mǎn)足測(cè)試準(zhǔn)則的合成像素至少潛在地指示關(guān)聯(lián)的物體部位中存在HANM。為提高斷定存在HANM的專(zhuān)一性和靈敏度，本發(fā)明的實(shí)施例以不同方式來(lái)分析不同類(lèi)型的合成像素分組。可以在每個(gè)可疑合成像素(滿(mǎn)足測(cè)試條件的合成像素)周?chē)纬煞纸M(grouping)，或者可以形成多個(gè)分組以包圍陣列中的所有像素?？梢赃M(jìn)行多項(xiàng)測(cè)試。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，公開(kāi)了一種檢查物體內(nèi)容的方法，該方法包括用第一能量的第一輻射束掃描物體的第一部分；以及探測(cè)第一輻射束與第一部分相互作用后的第一輻射。該方法進(jìn)一步包括用第二輻射束掃描物體的第二部分；以及探測(cè)第二輻射束與第二部分相互作用后的第二輻射。該方法進(jìn)一步包括對(duì)對(duì)應(yīng)的第一和第二像素計(jì)算在第一和第二能量下探測(cè)的輻射的第一函數(shù)，并將多個(gè)對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)分組為至少一組。該方法進(jìn)一步包括根據(jù)該至少一組中的多個(gè)像素中至少一些像素的第一函數(shù)，來(lái)計(jì)算第二函數(shù)；以及至少部分地根據(jù)該至少一組的第二函數(shù)，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子數(shù)比預(yù)定原子數(shù)大的高原子數(shù)材料。根據(jù)相關(guān)實(shí)施例，公開(kāi)了一種檢查物體內(nèi)容的方法，該方法包括和以上一樣的、用第一和第二能量的第一和第二輻射束來(lái)掃描物體。該方法進(jìn)一步包括，探測(cè)在第一和第二能量下透過(guò)物體的第一和第二輻射。然后，該方法進(jìn)一步包括則對(duì)多對(duì)對(duì)應(yīng)的第一和第二像素的每一對(duì)，計(jì)算第一輻射的函數(shù)和第二輻射的函數(shù)之間的比值，并將各個(gè)比值存儲(chǔ)在包括與合成像素對(duì)應(yīng)的行和列的陣列中。該方法進(jìn)一步包括將各個(gè)比值與作為預(yù)定原子數(shù)的函數(shù)的閾值進(jìn)行比較，并選擇至少一個(gè)包括多行和多列比值的檢查窗。該方法進(jìn)一步包括至少部分地根據(jù)，至少一個(gè)檢查窗的每一個(gè)中滿(mǎn)足關(guān)于各比值和閾值的準(zhǔn)則的各比值預(yù)定數(shù)目是否大于預(yù)定數(shù)，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子數(shù)大于預(yù)定原子數(shù)的材料。根據(jù)另一相關(guān)實(shí)施例，公開(kāi)了一種檢查物體內(nèi)容的方法，其中也和以上一樣掃描物體、探測(cè)輻射、計(jì)算比值、并將所計(jì)算的比值和閾值進(jìn)行比較。該方法進(jìn)一步包括對(duì)多個(gè)合成像素分組；計(jì)算分組的比值的函數(shù)；以及將該函數(shù)與閾值進(jìn)行比較。該方法進(jìn)一步包括至少部分地根據(jù)分組比值的函數(shù)與閾值之間的比較，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子數(shù)大于預(yù)定原子數(shù)的材料。根據(jù)另一相關(guān)實(shí)施例，公開(kāi)了一種檢查物體內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)輻射源，用于利用第一和第二輻射能量的第一和第二輻射束來(lái)掃描物體的至少一部分。放置至少一個(gè)探測(cè)器，以探測(cè)和物體相互作用后第一和第二輻射能量下的輻射。至少一個(gè)處理器連接到探測(cè)器。該至少一個(gè)處理器被編程為對(duì)對(duì)應(yīng)的第一和第二像素、計(jì)算在第一和第二能量下探測(cè)的輻射的第一函數(shù)；將多個(gè)對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)分組為至少一組；以及計(jì)算該至少一組中的多個(gè)像素的第一函數(shù)的第二函數(shù)。該至少一個(gè)處理器進(jìn)一步被編程，以便至少部分地根據(jù)該至少一組的第二函數(shù)，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子數(shù)大于預(yù)定原子數(shù)的高原子數(shù)材料。因?yàn)榉浅ｊP(guān)心對(duì)核材料(可裂變、易裂變或增殖性材料)存在的識(shí)別，所以如果第一測(cè)試指示至少潛在地存在核材料，則執(zhí)行專(zhuān)門(mén)為此而設(shè)計(jì)的測(cè)試將是有利的。根據(jù)本發(fā)明另一方面，以足夠高能量進(jìn)行掃描后的緩發(fā)中子的存在可以和在此討論的一項(xiàng)或多項(xiàng)測(cè)試或其它測(cè)試一起，用于確定物體內(nèi)是否包含核材料。核材料可以是特種核材料(SNM)，SNM當(dāng)前被美國(guó)核管制委員會(huì)定義為包括钚、鈾-233或富含同位素鈾-233或鈾-235的鈾。在一個(gè)例子中，如果第一測(cè)試至少潛在地識(shí)別HANM的存在，則可以進(jìn)行緩發(fā)中子探測(cè)。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，公開(kāi)了一種檢查物體內(nèi)容的方法，該方法包括對(duì)物體進(jìn)行第一檢查，并且如果第一檢查指示存在可疑材料，則檢查緩發(fā)中子的探測(cè)。該方法進(jìn)一步包括至少部分地根據(jù)對(duì)緩發(fā)中子探測(cè)的檢查，來(lái)確定物體是否包含核材料。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，公開(kāi)了一種檢查物體內(nèi)容的方法，該方法包括確定物體是否至少潛在地包含原子數(shù)大于預(yù)定原子數(shù)的材料，并且如果是這樣的話(huà)，就確定物體是否包含核材料。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，公開(kāi)了一種檢查物體內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)輻射源；第一探測(cè)器，用于探測(cè)和物體相互作用后來(lái)自該至少一個(gè)輻射源的輻射；以及第二探測(cè)器，用于探測(cè)中子。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括連接到第一和第二探測(cè)器的至少一個(gè)處理器哦。該處理器被編程，以便處理來(lái)自第一探測(cè)器的數(shù)據(jù)，以確定物體是否至少潛在地包含可疑材料；以及處理來(lái)自第二探測(cè)器的數(shù)據(jù)，以確定物體是否包含核材料。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，公開(kāi)了一種檢查物體內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于以第一和第二輻射能量掃描物體至少一部分的裝置，其中第一輻射能量不同于第二輻射能量。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于探測(cè)和物體相互作用后第一和第二輻射下的輻射光子的裝置，以及用于探測(cè)中子的裝置。也提供了用于至少部分地根據(jù)第一探測(cè)器在第一和第二能量下探測(cè)的輻射來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子數(shù)大于預(yù)定原子數(shù)的材料的裝置。該系統(tǒng)也包括用于至少部分地根據(jù)從第二探測(cè)器收到的數(shù)據(jù)來(lái)確定物體是否包含核材料的裝置。術(shù)語(yǔ)“輻射能量(radiationenergy)”指的是輻射束的能量特征。例如，特征可以是射束的能量端點(diǎn)或峰值能量。輻射能量也可以指射束能量的平均或標(biāo)稱(chēng)值。也可以使用其它射束能量特征。圖Ia是對(duì)于多種材料的，作為9MeV下透射輻射的函數(shù)的、9MeV和5MeV下的透射輻射測(cè)量的曲線(xiàn)圖；圖Ib示出了在9MeV下透過(guò)與鉛塊相鄰的鐵塊的輻射和在5MeV下透過(guò)該鐵塊的輻射之比的表面曲線(xiàn)；圖Ic顯示了5條曲線(xiàn)，這5條曲線(xiàn)代表作為9MeV下的透射輻射的函數(shù)的、在9MeV和5MeV下通過(guò)被識(shí)別材料的透射輻射模擬測(cè)量的比值；圖2是貨物運(yùn)輸工具的X射線(xiàn)圖像一部分的例子的示意圖；圖3是在多個(gè)像素透過(guò)貨物運(yùn)輸工具一部分的9MeVX射線(xiàn)輻射的值陣列(array)的例子；圖4是在多個(gè)像素透過(guò)圖6的貨物運(yùn)輸工具一部分的5MeV的X射線(xiàn)輻射的值陣列的例子；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例基于圖3和4中測(cè)量的X射線(xiàn)輻射的一組合成像素(resultantpixel)的透射比(TR)陣列的例子；圖6a是供本發(fā)明實(shí)施例之用的TR計(jì)算方法的例子的流程圖；圖6b是用于調(diào)節(jié)透過(guò)背景圖像致密區(qū)的探測(cè)輻射的方法的例子的流程圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例中為了對(duì)各種尺寸的檢查窗口和各種標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)現(xiàn)萬(wàn)分之一的虛警率所需的最少TR像素?cái)?shù)的條形圖；圖8是根據(jù)圖7的實(shí)施例的“檢查窗測(cè)試”的例子的流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于向操作者提供檢查輸出的方法的例子的流程圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的“鄰接測(cè)試(contiguitytest)，，的例子的流程圖；圖11是供本發(fā)明實(shí)施例之用的，代表貨物集裝箱一部分的一組像素的TR陣列的例子；圖12是根據(jù)圖11的實(shí)施例的“矩陣測(cè)試”的例子的流程圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的閾值計(jì)算方法的例子的流程圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的基于貨物運(yùn)輸工具的內(nèi)容來(lái)選擇閾值的方法的例子的流程圖15a是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例為核材料而檢查物體的方法的例子；圖15b是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例為核材料而檢查物體的另一方法的例子；圖16是被編程以便實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的貨物掃描系統(tǒng)的正視圖；圖17是類(lèi)似于圖15系統(tǒng)的顯示了兩個(gè)相鄰X射線(xiàn)輻射源的貨物掃描系統(tǒng)的一部分的頂視圖；圖18是可以實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的另一X射線(xiàn)掃描系統(tǒng)的透視示意圖；以及圖19是圖18系統(tǒng)的背視圖。具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，利用在兩種不同能量下通過(guò)物體的輻射的透射或衰減的函數(shù)，來(lái)把物體或物體內(nèi)的物品(item)或部位分類(lèi)為高原子數(shù)材料(HANM)，該HANM可以是核材料或屏蔽這種材料的材料。函數(shù)可以是比值?？梢詫⒃摫戎祷蚱渌@種函數(shù)與在相同的兩種能量下通過(guò)已知原子數(shù)測(cè)試材料的輻射的透射或衰減的相同函數(shù)進(jìn)行比較。如果材料具有比測(cè)試材料更高的原子數(shù)，則可以將該材料分類(lèi)為HANM。測(cè)試材料可以是原子數(shù)小于所關(guān)心材料的原子數(shù)的任何材料。例如，測(cè)試材料可以是鐵。例如，物體可以是貨物運(yùn)輸工具。而且，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可以以期望的統(tǒng)計(jì)置信度進(jìn)行確定。鐵的原子數(shù)(Z)為26。因?yàn)樨浳镞\(yùn)輸工具中的典型物品包括鐵和原子數(shù)小于鐵的其它材料，所以原子數(shù)大于鐵的任何材料的存在都是可疑的。因此，足以篩分HANM而不用識(shí)別特殊材料(盡管這是一種選項(xiàng))。雖然某些HANM可能不是核材料，但是如鉛(Pb，Z=82)、鎢(W，Z=74)和鉍(Bi，Z=83)的非核HANM可用于屏蔽核材料，因此也是可疑材料。貨物運(yùn)輸工具等中極少存在合法的HANM，并且當(dāng)存在合法的HANM時(shí)，應(yīng)該在貨物運(yùn)輸工具的貨物清單上標(biāo)識(shí)它們。例如，銀(Ag，Z=47)具有醫(yī)療、工業(yè)和攝影用途。如果為這種合法用途而運(yùn)輸銀，則應(yīng)該在貨物清單上標(biāo)識(shí)銀。另外，可以通過(guò)核材料的透射及圖像中的核材料形狀，來(lái)把核材料和其它HANM區(qū)分開(kāi)。因此，核對(duì)貨物清單并在視覺(jué)上檢查貨物運(yùn)輸工具的X射線(xiàn)圖像可以避免將HANM識(shí)別為核材料，由此降低誤報(bào)發(fā)生率。為演示在不同能量下通過(guò)不同材料的透射比能將材料分類(lèi)為HANM，利用具有9MeV(測(cè)量半值層(HVL)1.16英寸，2.95cm)和5MeV(HVL1.04英寸，2.64cm)標(biāo)稱(chēng)能量的輻射束來(lái)掃描鐵、鉛、路賽特(Lucite)和鎢的樣品。利用可以從加利福尼亞PaloAlto的創(chuàng)新醫(yī)療系統(tǒng)有限公司(VarianMedicalSystems,Inc.,PaloAlto,California)得到的M9Linatron直線(xiàn)加速器來(lái)提供輻射束，該M9Linatron直線(xiàn)加速器被設(shè)為在8.5MeV和4.5MeV下操作?？梢詫9從一個(gè)能量端點(diǎn)切換到另一個(gè)能量端點(diǎn)。在一個(gè)能量端點(diǎn)下掃描每個(gè)樣品并收集數(shù)據(jù)，然后在第二能量端點(diǎn)下掃描每個(gè)樣品并收集數(shù)據(jù)。利用沿輻射源的中心軸放置的距輻射源大約2米的Paxscan4030氧化釓(GdO)閃爍晶體，來(lái)探測(cè)透過(guò)每個(gè)樣品的輻射。探測(cè)器的電子學(xué)部分被鉛覆蓋。對(duì)于8.5MeV數(shù)據(jù)采集，探測(cè)器以300脈沖每秒(PPS)操作，并且探測(cè)器以1.5幀每秒(fps)操作。對(duì)于4.5MeV數(shù)據(jù)采集，輻射源以200pps操作，并且探測(cè)器以3fps操作。對(duì)128幀合計(jì)圖像。將可變厚度的鐵、鉛和路賽特的樣品單獨(dú)放在輻射源和探測(cè)器之間。不同厚度導(dǎo)致不同的透射量。對(duì)于每個(gè)樣品，獲取兩幅圖像并以.viv格式存儲(chǔ)。對(duì)每幅圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以校正探測(cè)器非均勻性并存儲(chǔ)。另外，將不同材料的樣品相互緊接著放置。例如，將鎢和鐵分別放在鉛之后。而且，可以沿射束的方向?qū)⒍喾N材料的樣品一個(gè)接一個(gè)地放置。例如，將鎢和鉛分別放在鐵之后。例如，利用可以從http://rsb.info.nih.gov/ij/的國(guó)家健康學(xué)會(huì)(NationalInstituteofHealth)得到的免費(fèi)軟件程序ImageJ—用Java編寫(xiě)的圖像處理與分析程序，來(lái)處理每幅圖像。也可以使用該
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中公知的其它圖像處理軟件。在每幅圖像中的固定位置獲得圖像的所關(guān)心區(qū)域的直方圖，并記錄從所關(guān)心區(qū)域收集的數(shù)據(jù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。在某些情況下，當(dāng)把兩種不同材料相互緊接著放置時(shí)，必須用手而不是用宏(macro)，來(lái)選擇所關(guān)心區(qū)域。因此，在兩種能量下掃描的樣品的對(duì)應(yīng)位置不完全相同。ImageJ中的位置指示器使得位置能夠至少非常接近。通過(guò)使圖像的直方圖均值除以在不存在樣品的情況下以相同的能量獲得的圖像直方圖均值，來(lái)計(jì)算每幅圖像的能量透射，以對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。然后，計(jì)算并記錄8.5MeV下的能量透射和4.5MeV下的能量透射之比。也記錄8.5MeV下的透射。圖Ia顯示了結(jié)果，圖Ia是沿Y軸的9MeV標(biāo)稱(chēng)能量的輻射束的透射與4.5MeV標(biāo)稱(chēng)能量的輻射束的透射之比、對(duì)沿X軸的8.5MeV下透射的曲線(xiàn)圖。X軸是半對(duì)數(shù)軸。曲線(xiàn)A引導(dǎo)我們的眼睛連接所計(jì)算的鐵的不同透射比，其對(duì)應(yīng)于樣品的不同厚度。曲線(xiàn)B連接所計(jì)算的鉛的不同透射比。曲線(xiàn)C連接所計(jì)算的路賽特的不同透射比。點(diǎn)D顯示了緊接在鎢之后的鐵的透射比。點(diǎn)E顯示了緊接在鐵之后的鉛的透射比。點(diǎn)F顯示了通過(guò)3英寸(76.2mm)鐵后面的1.5英寸(38.Imm)鎢的透射比。點(diǎn)G顯示了在不同的圖像中3英寸(76.2mm)鐵后面的1.5英寸(38.Imm)鎢的透射比。點(diǎn)H顯示了3英寸(76.2mm)鐵后面的3英寸(76.2mm)鉛的透射比。圖Ia中的曲線(xiàn)和點(diǎn)顯示了在低透射(高衰減)下材料之間的良好分離度。在大約0.1和更小的透射下，可以清楚地區(qū)分鐵、鉛和路賽特，對(duì)于鐵后面的鎢和鉛也是這樣的。另外，在該例子中，曲線(xiàn)的相對(duì)位置顯示出，隨著原子數(shù)增加，材料的透射比將減小。因此，例如可以根據(jù)每種材料的透射比以及各個(gè)透射比與鐵的透射比的比較，來(lái)將材料分類(lèi)為HANM。注意，當(dāng)接近完全透射(X=1)時(shí)，曲線(xiàn)會(huì)聚。例如在優(yōu)化系統(tǒng)中，如果探測(cè)更多的光子，并且存在較少的散射，則也可能在較高的透射(較小的衰減)下確定分離度。圖Ib是在8.5MeViP4.5MeV下通過(guò)與1.5英寸(38.Imm)鉛相鄰的3英寸(76.2mm)鋼(鐵)的透射的比值圖像的表面曲線(xiàn)。使用不同的厚度，使得通過(guò)兩種材料的透射相同。圖像的I部分是鋼(鐵)的圖像，并且圖像的J部分是鉛的圖像。在8.5MeV下，鋼(鐵)和鉛具有大約相同的能量透射，如利用探測(cè)器所測(cè)量的。比值大大不同。每個(gè)表面的粗糙度是由比值測(cè)量的統(tǒng)計(jì)變化而引起的?？梢匀菀椎貐^(qū)分這兩種材料，因?yàn)樗鼈兊谋戎迪喔舳鄠€(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。在透射較低的情況下，標(biāo)準(zhǔn)差將較大，比值將更靠近在一起，并且將需要更復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)分析。在上述實(shí)驗(yàn)中，輻射源和探測(cè)器靠近在一起，需要寬輻射束，這降低了入射輻射的均勻性。另外，散射沒(méi)有減少，并且探測(cè)器效率低。圖Ic顯示了5條曲線(xiàn)，這5條曲線(xiàn)描述了根據(jù)沒(méi)有這些問(wèn)題情況下的模擬所模擬的，作為9MeV下透射能量的函數(shù)的在9MeV下透過(guò)5種不同材料的輻射和在5MeV下透過(guò)這5種不同材料的輻射之比。探測(cè)器包括30mm鎢酸鎘(CdWO4)。在模擬中，與以上實(shí)際測(cè)試相比，散射減少了，輻射源和探測(cè)器進(jìn)一步分開(kāi)了(大約13米)。材料是水(H2O)、鋁、鐵、鈾和金，如圖所示。曲線(xiàn)比以上測(cè)試更平滑，并且當(dāng)9MeV下的透射增大時(shí)，曲線(xiàn)會(huì)聚。如上所述，在入射輻射的高衰減(低透射)下，不同材料之間存在大的分離度。隨透射減小(衰減增大)而增大的分離度顯示出原子數(shù)相關(guān)性。另外，在該例子中，比值隨原子數(shù)增加而減小。如果通過(guò)使較低能量除以較高能量來(lái)計(jì)算比值，則比值將隨原子數(shù)增加而增大。不限于任何特殊理論，人們相信比值和原子數(shù)之間的關(guān)系是從不同能量下的康普頓散射和電子對(duì)產(chǎn)生的區(qū)分效應(yīng)(differentialeffect)而產(chǎn)生的。在低原子數(shù)材料(如鋁(Z=13)和水(H20,H(Z=1),O(Z=S)))的情況下，在高能量如9MeV下，康普頓散射是占優(yōu)勢(shì)地位的機(jī)制。康普頓散射使低原子數(shù)材料以高于散射如9MeV光子之類(lèi)的較高能量光子的速率來(lái)散射如5MeV光子之類(lèi)的較低能量光子，這增大了低原子數(shù)材料的透過(guò)輻射的比值。對(duì)于較高原子數(shù)材料，如銀(Z=47)和鈾(Z=92)，電子對(duì)產(chǎn)生造成高能量光子的遷移，由此減小比值。另外，當(dāng)能量透射增大時(shí)，比值的變化對(duì)能量透射的變化不太敏感，導(dǎo)致了幾乎平直的曲線(xiàn)。在圖Ia和Ic中，如果把一般在貨物運(yùn)輸工具中發(fā)現(xiàn)的材料中具有最高原子數(shù)的鐵(Fe，Z=26)用作測(cè)試材料，則所計(jì)算的比值小于鐵的比值就指示存在原子數(shù)大于鐵的材料。如上所述，貨物運(yùn)輸工具中的典型物品包括鐵和原子數(shù)小于鐵的其它材料。因此，原子數(shù)大于鐵的任何材料的存在都是可疑的。圖Ia和Ic也顯示出，當(dāng)能量透射增大時(shí)(因?yàn)椴牧细?，不同材料的比值之差減小了。雖然圖Ia和Ic顯示出，當(dāng)能量透射減小時(shí)(對(duì)于更厚物體)，不同元素和物質(zhì)的比值之差更大，但是注意，當(dāng)能量透射變小時(shí)，可探測(cè)的每像素光子數(shù)更少了。這可能增大測(cè)量比值的誤差容限，由此降低可以區(qū)分材料的精度。本發(fā)明的實(shí)施例統(tǒng)計(jì)地說(shuō)明有噪數(shù)據(jù)。在本發(fā)明實(shí)施例的例子中，利用以?xún)煞N不同能量通過(guò)材料的輻射的透射或衰減之比和材料原子數(shù)之間的關(guān)系，來(lái)確定物體至少潛在地包含原子數(shù)大于預(yù)定原子數(shù)的材料，該材料被認(rèn)為是HANM。選擇預(yù)定原子數(shù)，使得HANM可能是核材料或用于核材料的屏蔽材料。在一個(gè)例子中，利用至少兩種具有不同最大能級(jí)的不同X射線(xiàn)能量分布或能譜來(lái)掃描物體，最大能級(jí)也稱(chēng)為端點(diǎn)(endpoint)或峰值能量。可以使用的能量分布的例子包括5MeV和9MeV、IMeV和9MeV以及5MeV和15MeV。利用探測(cè)器陣列的探測(cè)元件，來(lái)測(cè)量在兩個(gè)不同能量端點(diǎn)下透過(guò)物體的輻射。例如，也可以在物體剛要進(jìn)入相應(yīng)輻射束之前，在輻射束透過(guò)空氣之后在每個(gè)能量端點(diǎn)下探測(cè)輻射，以供標(biāo)準(zhǔn)化之用?？諝馔干涞臉?biāo)準(zhǔn)化是任選的。每個(gè)探測(cè)元件都沿著從X射線(xiàn)源通過(guò)物體部分到達(dá)探測(cè)元件的射束路徑，來(lái)接收輻射。沿每條射束路徑透射的輻射在表面上的投影被稱(chēng)為“像素”。表面可對(duì)應(yīng)于探測(cè)器陣列的接收面的全部或一部分，例如該表面可以是平面的或曲面的，如該
技術(shù)領(lǐng)域：
所周知的。每個(gè)像素可以對(duì)應(yīng)于探測(cè)器陣列的一個(gè)或多個(gè)探測(cè)元件。如果產(chǎn)生了圖像，在本發(fā)明的實(shí)施例中這是可選的，但不是必需的，則像素可以對(duì)應(yīng)于圖像的像素。計(jì)算在兩個(gè)不同能量端點(diǎn)下對(duì)對(duì)應(yīng)部分或像素探測(cè)到的輻射的函數(shù)?！皩?duì)應(yīng)”部分或像素是由通過(guò)物體的相同或基本上相同射束路徑而產(chǎn)生的。因?yàn)樵趻呙杵陂g物體通常橫移過(guò)輻射束，所以在第一和第二能量端點(diǎn)下的掃描之間，物體可能移動(dòng)微小的距離。因此，對(duì)應(yīng)像素可能不是從通過(guò)貨物運(yùn)輸工具的完全相同射束路徑得到的。優(yōu)選地，如果通過(guò)貨物運(yùn)輸工具的各像素射束路徑至少重疊一半，則認(rèn)為像素“對(duì)應(yīng)”，盡管這不是必須的。例如，像素可以重疊少于一半。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯然在某些情況下，例如如果可以容忍較低的靈敏度和專(zhuān)一性，則對(duì)應(yīng)像素可以彼此鄰近(彼此在幾個(gè)像素內(nèi))，并且不必重疊。例如如上所述，函數(shù)可以是在較高能量端點(diǎn)(如9MeV)探測(cè)的輻射和在較低能量端點(diǎn)(如5MeV)探測(cè)的輻射之比，或反之亦然。這種比值被稱(chēng)為透射比(TR)。在一個(gè)例子中，為計(jì)算透射比，對(duì)多個(gè)對(duì)應(yīng)像素，使在較高能量端點(diǎn)探測(cè)的透射輻射除以在較低能量端點(diǎn)探測(cè)的透射輻射?？梢园驯环Q(chēng)為“合成像素(resultantpixel)”或僅稱(chēng)為“像素”的對(duì)應(yīng)像素的TR表示為與各個(gè)合成像素的位置關(guān)聯(lián)的數(shù)(對(duì)應(yīng)于比值)的陣列或矩陣。不測(cè)量輻射透射，而可以測(cè)量輻射衰減，并將其用于比值中。也可以使用其它函數(shù)。例如，可以使用非對(duì)稱(chēng)參數(shù)函數(shù)，如以下之間的比值1)在第一能量端點(diǎn)探測(cè)的能量加上在第二能量端點(diǎn)探測(cè)的能量，以及2)在第一能量端點(diǎn)探測(cè)的能量減去在第二能量端點(diǎn)探測(cè)的能量。換句話(huà)說(shuō)，(在9MeV下探測(cè)的輻射+在5MeV下探測(cè)的輻射)+(在9MeV下探測(cè)的輻射-在5MeV下探測(cè)的輻射)，或反之亦然。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將合成像素的TR和基于具有預(yù)定原子數(shù)(在該預(yù)定原子數(shù)上的材料被認(rèn)為是HANM)的測(cè)試材料的第二函數(shù)進(jìn)行比較。至少部分地根據(jù)TR是否滿(mǎn)足關(guān)于第二函數(shù)的準(zhǔn)則，來(lái)識(shí)別潛在的HANM。例如，第二函數(shù)可以是閾值，并且準(zhǔn)則可以是TR是在閾值之上還是之下。可以通過(guò)對(duì)測(cè)試材料的合成像素計(jì)算在與系統(tǒng)用來(lái)掃描被檢物體的兩個(gè)能量端點(diǎn)一樣的兩個(gè)能量端點(diǎn)下的透射輻射的平均TR，來(lái)確定閾值?？梢苑治鏊械暮铣上袼?，或者可以分析統(tǒng)計(jì)上足夠多的合成像素來(lái)表征測(cè)試件。優(yōu)選地，將平均TR調(diào)節(jié)整數(shù)或非整數(shù)個(gè)TR標(biāo)準(zhǔn)差，以獲得期望的靈敏度和專(zhuān)一性。而且，優(yōu)選地計(jì)算不同厚度測(cè)試件的平均TR。因?yàn)橥干潆S厚度而變，由此可以計(jì)算特殊閾值，并將其用于在每個(gè)像素探測(cè)的特殊透射或透射范圍?？梢岳幂^高能量端點(diǎn)(在此為9MeV)下的透射來(lái)選擇閾值。相反，可以使用5MeV下的透射。優(yōu)選地，測(cè)試材料的原子數(shù)具有等于或大于周知的可接受材料的最高原子數(shù)。例如，放射性材料如鈾(Z=92)和钚(Z=94)是特別關(guān)心的，因?yàn)樗鼈兛梢越?jīng)歷自持裂變反應(yīng)(self-sustainingfissionreaction)。因此，測(cè)試材料優(yōu)選地具有小于鈾原子數(shù)的原子數(shù)。如上所述，鉛(Z=82)、鎢(Z=74)和鉍(Z=83)也是特別關(guān)心的，因?yàn)樗鼈兛捎糜谄帘畏派湫圆牧?。因此，更為?yōu)選地，測(cè)試材料具有小于鎢的原子數(shù)。更為優(yōu)選地，測(cè)試材料是鐵(Z=26)，鐵是一般在貨物運(yùn)輸工具及大量行李中發(fā)現(xiàn)的最高原子數(shù)材料。也可以使用原子數(shù)接近于鐵的銅(Z=29)和鎳(Z=28)。如果貨物運(yùn)輸工具或其它這樣的物體裝有農(nóng)產(chǎn)品，例如可以根據(jù)貨物運(yùn)輸工具的貨物清單來(lái)確定這些農(nóng)產(chǎn)品，則可以使用基于塑料測(cè)試件如Lucite或Delrin的閾值。也可以利用鐵、銅、鎳或具有比所關(guān)心的材料少的原子數(shù)的其它材料，來(lái)分析裝有農(nóng)產(chǎn)品的貨物運(yùn)輸工具。像素的TR與閾值的比較結(jié)果指示，被輻射束橫過(guò)的物體的體積中的材料的原子數(shù)是高于還是低于測(cè)試件材料的原子數(shù)。在通過(guò)使高能像素的值除以對(duì)應(yīng)低能像素的值來(lái)計(jì)算TR的情況下，如果TR小于閾值，則被導(dǎo)致那些像素的輻射束所橫過(guò)的體積至少潛在地包括原子數(shù)高于測(cè)試件材料原子數(shù)的材料，并被識(shí)別為至少為潛在HANM。原子數(shù)低于測(cè)試件材料原子數(shù)的材料被分類(lèi)為非HANM。在通過(guò)使低能像素的值除以對(duì)應(yīng)高能像素的值來(lái)計(jì)算TR的情況下，如果TR大于閾值，則被導(dǎo)致那些像素的輻射束所橫過(guò)的體積至少潛在地包括原子數(shù)高于測(cè)試件材料原子數(shù)的材料，并被識(shí)別為至少為潛在HANM。注意，根據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施例，不必識(shí)別材料的原子數(shù)，盡管這是任選的，如該領(lǐng)域所周知的。例如，以上討論的美國(guó)專(zhuān)利No.5，524，133描述了一種雙能量技術(shù)，用于根據(jù)在每種能量下探測(cè)的X射線(xiàn)輻射比來(lái)識(shí)別材料的平均原子數(shù)。圖2是包含物品405、物品410和選定像素的貨物運(yùn)輸工具一部分的圖像10，這些選定像素包括說(shuō)明性像素A、B、F、G和H。像素A位于物品405內(nèi)。像素B位于物品410內(nèi)。也示出了檢查窗W，以下將對(duì)其詳細(xì)討論。像素的尺寸可以取決于包括探測(cè)器的探測(cè)元件的尺寸和/或數(shù)量、成像積分時(shí)間等。最小像素尺寸可以對(duì)應(yīng)于單個(gè)探測(cè)元件或多個(gè)探測(cè)元件。在一個(gè)例子中，每個(gè)探測(cè)元件和每個(gè)像素的尺寸是0.5cmX0.5cm。如果用于掃描貨物運(yùn)輸工具10的輻射束是垂直扇形射束，則圖2代表由掃描貨物運(yùn)輸工具而產(chǎn)生的多個(gè)相鄰的一維垂直掃描陣列的組合。如果輻射束是錐形射束，則圖2代表由掃描貨物運(yùn)輸工具10而產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)二維掃描區(qū)。把在這些和其它像素處探測(cè)的透射輻射值作為陣列存儲(chǔ)在掃描系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中，以便用處理器如計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。圖3是在多個(gè)像素對(duì)透過(guò)貨物運(yùn)輸工具一部分的9MeV輻射探測(cè)到的輻射能量值陣列的一部分的例子。圖4是在對(duì)應(yīng)像素處對(duì)透過(guò)貨物運(yùn)輸工具對(duì)應(yīng)部分的5MeV輻射探測(cè)到的輻射的對(duì)應(yīng)陣列的例子。例如，在9MeV下，在像素X處探測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化透射輻射為5.9X10_3，并且在5MeV下，在像素V處探測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化透射輻射為2.4X10_3。因?yàn)樗械耐干漭椛錅y(cè)量都具有相同的數(shù)量級(jí)(10_3)，所以以下省略10_3。和圖3及圖4一樣，圖5是所計(jì)算的貨物運(yùn)輸工具相同部分的TR陣列的例子。顯示了通過(guò)使X的值(5.9)除以V的值(2.4)而產(chǎn)生的合成像素A的TR，得到2.5的TR。合成像素典型地具有和初始像素一樣的尺寸和形狀。所有這些值都是假定的。圖6a是可以用X射線(xiàn)掃描系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的計(jì)算和分析TR的方法800的例子的流程圖。在該例子中，在步驟801和802，分別在5MeV和9MeV下探測(cè)多個(gè)對(duì)應(yīng)像素的透射。在步驟803中，通過(guò)使在9MeV下測(cè)量的像素透射輻射除以在5MeV下測(cè)量的對(duì)應(yīng)像素透射輻射，來(lái)計(jì)算每個(gè)合成像素的TR，如圖5所示。然后，在步驟805選擇當(dāng)前合成像素用于分析。在該例子中，選擇合成像素A。在步驟808，優(yōu)選地根據(jù)在能量端點(diǎn)之一下探測(cè)的透射來(lái)選擇用于和當(dāng)前像素的TR進(jìn)行比較的閾值?？赡苄枰鶕?jù)對(duì)存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行插值來(lái)計(jì)算可適用的閾值，如以下進(jìn)一步討論的。在步驟808，該選擇基于9MeV下探測(cè)的透射。相反，該選擇可以基于5MeV下探測(cè)的透射。在該例子中，選擇的閾值為4.35。然后，在步驟810確定當(dāng)前合成像素A的TR是否在4.35的閾值之下。因?yàn)?.5小于4.35，所以滿(mǎn)足該條件。因此，合成像素A可能是HANM。在步驟815，通過(guò)標(biāo)記該像素在圖6a的陣列中的位置，來(lái)將該像素“標(biāo)記”為潛在HANM。然后，在步驟820確定合成像素A是否為要分析的最后像素。因?yàn)檫€有其它像素要分析，所以不滿(mǎn)足該條件，并且方法返回到步驟805以選擇新的像素進(jìn)行分析，并且該方法繼續(xù)。在計(jì)算機(jī)完成對(duì)所有像素的TR的分析之后，因?yàn)楫?dāng)前像素是最后像素，所以步驟820中的條件變?yōu)檎??？梢酝ㄟ^(guò)掃描系統(tǒng)的處理器如計(jì)算機(jī)，來(lái)實(shí)施方法800的處理步驟?？梢杂弥苤夹g(shù)進(jìn)行預(yù)掃描，以確定物體是否包含要進(jìn)一步檢查的一個(gè)或多個(gè)致密區(qū)，由此提高掃描系統(tǒng)的吞吐量。假如是這樣的話(huà)，可以執(zhí)行在此描述的測(cè)試中的一項(xiàng)或多項(xiàng)測(cè)試。如果不是這樣，物體可以通過(guò)系統(tǒng)而不用進(jìn)一步檢查。預(yù)掃描可以包括，用具有能量端點(diǎn)之一的輻射束來(lái)掃描物體。優(yōu)選地使用較低能量端點(diǎn)輻射束，因?yàn)樗话愀`敏。可以相對(duì)于指示可能的可疑材料的輻射衰減或透射，來(lái)分析結(jié)果。例如，這可以通過(guò)將探測(cè)的輻射或反差和閾值進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)。也可以產(chǎn)生圖像，并在視覺(jué)上檢查圖像。和HANM相交的輻射束路徑通常將和“背景”材料相交，如HANM前面和/或后面的農(nóng)業(yè)材料或工業(yè)制品。可以通過(guò)根據(jù)背景材料的透射輻射以及占用相同輻射束的可疑HANM和背景材料的組合透射輻射，分別計(jì)算嵌入背景材料中的可疑HANM的每個(gè)像素的TR，來(lái)對(duì)可疑HANM的背景進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，由此提高掃描系統(tǒng)100的靈敏度和專(zhuān)一性。根據(jù)該
技術(shù)領(lǐng)域：
中周知的處理技術(shù)，如分割，可以識(shí)別指示可能的HANM的致密區(qū)相對(duì)于背景的邊界。如上所述，可以在能量端點(diǎn)之一下對(duì)被檢查物體進(jìn)行預(yù)掃描的期間，識(shí)別這種致密區(qū)。然后，可以通過(guò)在每個(gè)能量端點(diǎn)下使通過(guò)致密區(qū)的像素的透射輻射除以通過(guò)背景的透射輻射，來(lái)計(jì)算通過(guò)致密區(qū)的每個(gè)像素的透射輻射。然后，如上所述，可以通過(guò)除每個(gè)能量端點(diǎn)下的被調(diào)節(jié)透射輻射，來(lái)計(jì)算致密區(qū)中的每個(gè)像素的TR。為了使致密區(qū)和背景具有可比的TR值統(tǒng)計(jì)精度，優(yōu)選地這樣選擇背景的大小，以致背景面積大約等于致密區(qū)面積或者與致密區(qū)面積具有相同的數(shù)量級(jí)。在一個(gè)例子中，可以把預(yù)定區(qū)，如致密區(qū)邊界以外每個(gè)方向上的周?chē)?至5厘米內(nèi)容，看作是背景材料。背景材料的TR可以是構(gòu)成背景的像素的TR的平均值或其它數(shù)學(xué)函數(shù)。例如，也可以使用中值。例如，可以在致密區(qū)的像素周?chē)x兩個(gè)圈環(huán)。例如，最靠近致密區(qū)的圈環(huán)可以在每個(gè)方向上和致密區(qū)的邊界相隔2至3個(gè)像素，以說(shuō)明確定致密區(qū)準(zhǔn)確邊界的不精確?？梢园鼑涂梢蒆ANM相同的面積的下一個(gè)環(huán)可以被認(rèn)為包圍背景材料。圖6b是可以通過(guò)處理器如計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行以便對(duì)致密區(qū)的背景來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)物體可疑致密區(qū)的探測(cè)輻射的方法850的例子。在步驟855，識(shí)別物體的致密區(qū)。例如，可以在能量端點(diǎn)之一下對(duì)物體進(jìn)行預(yù)掃描的期間，識(shí)別致密區(qū)。在步驟860，確定致密區(qū)的邊界。例如，可以使用該
技術(shù)領(lǐng)域：
眾所周知的圖像處理技術(shù)，如分割。在步驟862識(shí)別致密區(qū)的背景，并在步驟864確定在每個(gè)能量端點(diǎn)下通過(guò)背景的平均透射，如上所述。在步驟866，在每個(gè)能量端點(diǎn)下，使包括沿射束路徑的背景的致密區(qū)的每個(gè)像素的探測(cè)輻射除以透過(guò)背景的平均探測(cè)輻射。在沒(méi)有沿射束路徑的背景的影響的情況下，結(jié)果是每個(gè)能量端點(diǎn)下的致密區(qū)的透射輻射。然后，該方法可以前進(jìn)到圖6a的步驟803，以便根據(jù)所計(jì)算的對(duì)應(yīng)像素的透射來(lái)計(jì)算致密區(qū)合成像素的TR，并將這些TR和閾值進(jìn)行比較。對(duì)于一些特殊應(yīng)用，根據(jù)單獨(dú)TR和閾值的比較來(lái)確定低TR像素至少潛在地指示HANM的靈敏度和專(zhuān)一性可能是不足的。本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)法通過(guò)增加所分析的像素?cái)?shù)，來(lái)提高該確定的專(zhuān)一性和靈敏度。掃描系統(tǒng)的處理器，如計(jì)算機(jī)，可以根據(jù)下述本發(fā)明實(shí)施例，進(jìn)一步分析結(jié)果數(shù)據(jù)。檢查窗測(cè)試在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，檢查具有預(yù)定面積的一組像素(稱(chēng)為檢查窗)中所包含的具有低于閾值的TR的像素(低TR像素)的數(shù)目。例如，檢查窗可以是3像素X3像素或9像素X9像素的像素矩陣。圖2示出了9X9像素檢查窗W。如果檢查窗中的低TR像素?cái)?shù)超過(guò)了預(yù)定數(shù)，則認(rèn)為存在HANM?？梢赃@樣選擇閾值(測(cè)試件的平均TR減去/加上標(biāo)準(zhǔn)差值)、窗口大小、以及被認(rèn)為有威脅的最少低TR像素?cái)?shù)，以致非HANM將滿(mǎn)足威脅準(zhǔn)則的概率乘以物體中具有至少一個(gè)低于閾值的像素的獨(dú)立檢查窗(獨(dú)立窗不共享共同像素)的數(shù)目，小于期望的靈敏度和專(zhuān)一性。根據(jù)以下統(tǒng)計(jì)分析，來(lái)選擇檢查窗的大小，以及要從測(cè)試材料的平均TR中減去以計(jì)算閾值的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)。該測(cè)試被稱(chēng)為“檢查窗測(cè)試”。檢查窗的大小可以對(duì)應(yīng)于掃描系統(tǒng)能夠探測(cè)的所關(guān)心的最小HANM的橫截面積。通常，以球的形狀走私HANM。檢查窗可以是與該球的橫截面內(nèi)部配合的最大正方形。一旦選定窗口大小，就選擇閾值，以及如果被發(fā)現(xiàn)就將被認(rèn)為有威脅的最少閾值以下像素?cái)?shù)。優(yōu)選地，選擇最小標(biāo)準(zhǔn)差，因?yàn)楫?dāng)標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)增加時(shí)，對(duì)真HANM的響應(yīng)的概率將減小。這樣選擇閾值和最少像素?cái)?shù)，以致非HANM將滿(mǎn)足探測(cè)準(zhǔn)則的概率乘以所分析的獨(dú)立檢查窗數(shù)，小于期望的虛警率?？山邮芴摼实睦邮切∮诎俜种?。優(yōu)選地小于千分之一。更為優(yōu)選地是小于萬(wàn)分之一。在一個(gè)例子中，在和該相同掃描系統(tǒng)將用來(lái)掃描貨物運(yùn)輸工具的兩個(gè)能量端點(diǎn)一樣的兩個(gè)能量端點(diǎn)下，掃描鐵測(cè)試件。在每個(gè)像素測(cè)量的TR被認(rèn)為是鐵的TR的獨(dú)立測(cè)量。對(duì)于測(cè)試物體的平均TR以下的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差值(整數(shù)或非整數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差)，由于統(tǒng)計(jì)波動(dòng)，而不是由于存在HANM，將存在單個(gè)測(cè)量將小于平均TR減去那個(gè)給定標(biāo)準(zhǔn)差值的每像素概率“P”。在檢查“N”個(gè)像素后，也是由于統(tǒng)計(jì)波動(dòng)，將存在這些像素中正好有“η”個(gè)像素將在閾值以下的概率“P”。用二項(xiàng)式分布來(lái)給出該概率:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>因此，可以計(jì)算每個(gè)期望結(jié)果的概率?？梢宰R(shí)別那些在統(tǒng)計(jì)上具有很小發(fā)生概率，因此具有高的是真正HANM的概率的低TR像素。對(duì)于給定情形，設(shè)置虛警率“Pfa”，并計(jì)算似乎不指示高原子數(shù)材料存在的所有低TR像素的概率。把這些概率相加，直到總和與1之差小于Pfa為止。該概率之和對(duì)應(yīng)于將成為誤報(bào)的低TR像素的數(shù)目。該對(duì)應(yīng)數(shù)目以上的任何低TR像素?cái)?shù)都指示真正HANM的存在。例如，假設(shè)9X9像素窗口，并且閾值等于鐵的平均TR減去兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。然后，由于統(tǒng)計(jì)波動(dòng)而引起的像素在閾值以下的每像素概率為P=0.02275。由于統(tǒng)計(jì)波動(dòng)而引起的在9X9窗口中有η個(gè)像素在閾值以下的概率PfalN)為<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>由于統(tǒng)計(jì)波動(dòng)而將發(fā)現(xiàn)8個(gè)像素在閾值以下的概率P(ηI81)是0.0004。由于統(tǒng)計(jì)波動(dòng)而將發(fā)現(xiàn)8個(gè)像素在閾值以下的概率之和是0.9999。因此，由于統(tǒng)計(jì)波動(dòng)而不是由于存在HANM，發(fā)現(xiàn)8個(gè)或更多像素在閾值以下的概率為萬(wàn)分之一。這是基于8個(gè)或更多像素的每檢查窗的漏報(bào)或虛警率Pfa。在該例子中，9個(gè)或更多低TR像素是統(tǒng)計(jì)波動(dòng)結(jié)果的概率小于萬(wàn)分之一的虛警率Pfa。因此，為獲得每窗口小于萬(wàn)分之一的虛警率Pfa，則需要在檢查窗中找到9個(gè)或更多的低TR像素。圖7是對(duì)于各種檢查窗和標(biāo)準(zhǔn)差大小，為獲得萬(wàn)分之一虛警率Pfa所需的最少低TR像素?cái)?shù)的條形圖。例如，如果選擇較大數(shù)量(3或更大)的標(biāo)準(zhǔn)差，則檢查窗大小可能相對(duì)不重要，因?yàn)樵谀莻€(gè)虛警率Pfa下為指示HANM所需的最少像素?cái)?shù)只變化很小量(像素的一小部分)。如果使用較少數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)差，如1，則在特殊虛警率Pfa下為指示存在HANM所需的最少像素?cái)?shù)是與檢查窗大小具有較強(qiáng)關(guān)系的函數(shù)。例如，對(duì)于9X9矩陣窗口大小和1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，在萬(wàn)分之一虛警率Pfa的情況下需要27個(gè)像素來(lái)指示HANM。在8X8矩陣窗口大小的情況下，需要24個(gè)像素?？梢赃M(jìn)行兩項(xiàng)檢查，一項(xiàng)檢查是利用較大檢查窗來(lái)探測(cè)較大量的HANM，并且另一項(xiàng)檢查是利用較小檢查窗來(lái)探測(cè)較小量的HANM。如上所述，在該系統(tǒng)中，可以用9X9矩陣來(lái)探測(cè)較大量HANM。例如，較小檢查窗可以是3X3矩陣。在3X3矩陣情況下，例如從測(cè)試物體的平均TR減去的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)可以是2或2.5。在2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差和3X3矩陣的情況下，在萬(wàn)分之一虛警率Pfa的情況下有3個(gè)像素在閾值以下將指示HANM，如圖7所示。檢查窗測(cè)試可以是用于確定是否存在HANM的單獨(dú)測(cè)試，或者檢查窗測(cè)試可以和其它檢查技術(shù)一起使用，包括下述本發(fā)明其它實(shí)施例?？梢酝ㄟ^(guò)分析橫移過(guò)物體的TR的檢查窗，來(lái)檢查整個(gè)物體。例如，可以開(kāi)始將檢查窗放在如物體的邊角之類(lèi)的一個(gè)位置，然后將檢查窗一次一列像素地移到對(duì)角。隨后，可以將檢查窗向下移動(dòng)一行像素，然后使檢查窗一次一列像素地橫移過(guò)TR。分析每個(gè)窗中的像素，并且當(dāng)分析了物體的所有可能檢查窗時(shí)，分析結(jié)束。在檢查窗測(cè)試的實(shí)施例子中，在貨物掃描系統(tǒng)的操作期間，使貨物運(yùn)輸工具受到兩種X射線(xiàn)輻射束，每種輻射束具有不同的能量端點(diǎn)，如9MeV和5MeV。用探測(cè)器來(lái)探測(cè)在和貨物運(yùn)輸工具相互作用后每個(gè)輻射端點(diǎn)下的輻射。以下討論可以對(duì)其進(jìn)行編程以實(shí)施本發(fā)明該實(shí)施例和其它實(shí)施例的貨物掃描系統(tǒng)的例子。圖8是例如可以通過(guò)如計(jì)算機(jī)的處理器來(lái)執(zhí)行以實(shí)施檢查窗測(cè)試的方法900的例子。例如，在圖6a的方法800(且任選地連同圖6b的方法850)中計(jì)算合成像素的TR之后，在步驟910計(jì)算機(jī)選擇像素，并構(gòu)造以所選定像素為中心的檢查窗如9X9矩陣。在步驟912，計(jì)算機(jī)識(shí)別檢查窗中的低TR(被標(biāo)記的)像素的數(shù)目，并在步驟915將其與預(yù)定數(shù)進(jìn)行比較。如上所述，預(yù)定數(shù)是在選定條件下可能成為誤報(bào)的最高統(tǒng)計(jì)確定的低TR像素(即使不是HANM也具有低TR的像素)數(shù)目。以下，例如參考圖13來(lái)進(jìn)一步描述閾值的計(jì)算。如果低TR像素?cái)?shù)大于或等于預(yù)定數(shù)，則在步驟920把貨物運(yùn)輸工具中和低TR像素對(duì)應(yīng)的區(qū)域分類(lèi)為HANM。如果檢查窗中的低TR像素?cái)?shù)小于預(yù)定數(shù)，則在步驟925確定當(dāng)前檢查窗是否為要分析的最后檢查窗。如果不是要分析的最后檢查窗，則在步驟910使檢查窗適當(dāng)?shù)叵蜃笠苿?dòng)一列像素，向下移動(dòng)一行像素，以構(gòu)造新的當(dāng)前檢查窗。然后，計(jì)算機(jī)重復(fù)方法900的所有步驟，如上所述?？梢杂幂^小的檢查窗，不同數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)差和不同的預(yù)定數(shù)，來(lái)重復(fù)方法900。如果當(dāng)前檢查窗是要分析的最后檢查窗，則在步驟930向操作者提供輸出。圖9是可以通過(guò)如計(jì)算機(jī)的處理器來(lái)執(zhí)行以便向貨物掃描系統(tǒng)100的操作者顯示分析結(jié)果的方法950的例子。例如在步驟960，處理器檢查是否存在任何具有大于或等于預(yù)定數(shù)的被標(biāo)記像素?cái)?shù)的檢查窗，如方法900的步驟915中所確定的。如果任何檢查窗中的被標(biāo)記像素?cái)?shù)(即便有的話(huà))都不大于或等于預(yù)定數(shù)，則處理器前進(jìn)到步驟970，并顯示消息“沒(méi)有HANM”。如果任何檢查窗中的被標(biāo)記像素?cái)?shù)大于預(yù)定數(shù)，則處理器前進(jìn)到步驟980，以便例如顯示消息“發(fā)現(xiàn)HANM”，由此警告操作者貨物運(yùn)輸工具中存在高原子數(shù)材料。在步驟990，處理器也可以顯示檢查窗或表示HANM存在的窗口的圖像。也可以顯示包括窗口的整幅圖像、或者和窗口的圖像一起顯示包括窗口的整幅圖像，而不是顯示窗口圖像。如果輸出指示存在HANM，則操作者可以有幾種選項(xiàng)。例如，可以檢查貨物運(yùn)輸工具的貨物清單，以確定HANM是否被適當(dāng)?shù)芈暶鞑⑶覜](méi)有威脅。例如，HANM可能是HANM而不是放射性材料，如應(yīng)該在貨物清單上標(biāo)識(shí)的工業(yè)或醫(yī)用銀。HANM也可能是應(yīng)該在貨物清單上聲明的醫(yī)用放射性材料。操作者也可以使掃描裝置和處理器對(duì)貨物運(yùn)輸工具執(zhí)行附加掃描以及/或者對(duì)測(cè)量進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，包括在此討論的其它測(cè)試，并且/或者操作者可以對(duì)貨物運(yùn)輸工具進(jìn)行手動(dòng)檢查?？梢詮臋z查區(qū)移走由于存在可疑HANM而使檢查失敗的貨物運(yùn)輸工具，并按照周知的程序進(jìn)行處理。如果輸出不指示存在HANM，則可以認(rèn)為貨物運(yùn)輸工具“通過(guò)”檢查。然而，如果操作者仍然懷疑存在HANM(例如根據(jù)預(yù)掃描)，則操作者仍然可以進(jìn)行手動(dòng)檢查。而且，如果圖6b的方法850不和圖6a的方法800中的TR計(jì)算一起使用，則可以執(zhí)行方法850，重新計(jì)算TR，然后如上所述那樣進(jìn)行分析。如果仍然未顯示出HA匪，則可以進(jìn)行在此描述的任何或全部其它測(cè)試或該
技術(shù)領(lǐng)域：
周知的其它測(cè)試。一旦操作者滿(mǎn)意了，貨物運(yùn)輸工具就可以“通過(guò)”。鄰接測(cè)試—旦發(fā)現(xiàn)滿(mǎn)足測(cè)試準(zhǔn)則的第一合成像素(例如，如參考圖6a所描述的)，增加所分析的合成像素?cái)?shù)的另一種方法就是分析像素的環(huán)境，以識(shí)別和那個(gè)像素鄰接的、也滿(mǎn)足測(cè)試準(zhǔn)則的像素。分析那個(gè)第一合成像素的環(huán)境提高了測(cè)量統(tǒng)計(jì)精度(減小了標(biāo)準(zhǔn)差)，因?yàn)槿绻徑酉袼匾彩荋ANM的一部分、則第一像素更有可能是HANM的一部分。分析第一像素周?chē)南袼匾灿行У卦黾恿擞兄诖_定的光子數(shù)。如果鄰接像素的面積大于或等于預(yù)定面積，則HANM識(shí)別的靈敏度和專(zhuān)一性大于基于單個(gè)像素或具有小于預(yù)定面積的面積的一組像素的確定的靈敏度和專(zhuān)一性。預(yù)定面積可以是能夠產(chǎn)生自持核反應(yīng)的最小HANM的橫截面積。例如，面積可以是4.5cmX4.5cm正方形的面積——20.25cm2。該尺寸的正方形代表包圍這些尺寸的正方形的最小球體的橫截面積?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)被標(biāo)記的像素計(jì)數(shù)，來(lái)確定面積大小(見(jiàn)以上討論的圖6a中的步驟815，其中低TR像素被標(biāo)記)。也可以使用其它更小或更大的面積。鄰接像素區(qū)不必是正方形形狀。如果發(fā)現(xiàn)覆蓋大于或等于預(yù)定面積的面積的鄰接像素，則認(rèn)為至少潛在地存在HANM。在一個(gè)例子中，共享邊緣的像素，如圖2中的像素G和像素H，被認(rèn)為是鄰接的，而只共享頂點(diǎn)的像素如像素F和G不被認(rèn)為是鄰接的。可以使用不同的“鄰接”定義，例如可以包括共享頂點(diǎn)的像素。本發(fā)明的該實(shí)施例被稱(chēng)為“鄰接測(cè)試”。基于面積而不是形狀的比較被認(rèn)為更可靠，但也可以考慮形狀。圖10是可以通過(guò)處理器如計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行以實(shí)施鄰接測(cè)試的方法1000的例子。在步驟1010選擇被標(biāo)記的像素。在步驟1020，確定是否存在和所選定的像素鄰接的附加被標(biāo)記像素。從所選定的被標(biāo)記像素起，在所有方向上檢查并累積陣列中的像素，直到在每個(gè)方向上都到達(dá)第一“未標(biāo)記”像素(其TR高于閾值)為止。用于這種分析的方法在該
技術(shù)領(lǐng)域：
中是眾所周知的。如果存在和所選定的被標(biāo)記像素鄰接的被標(biāo)記像素，則在步驟1030對(duì)鄰接的被標(biāo)記像素的面積大小和預(yù)定面積進(jìn)行比較，如系統(tǒng)100被設(shè)計(jì)探測(cè)的最小HANM的面積——在該例子中為20.25cm2。例如，優(yōu)選地通過(guò)對(duì)被標(biāo)記像素計(jì)數(shù)，來(lái)確定由步驟1030中“累積”的被標(biāo)記像素所覆蓋的面積。例如，如果每個(gè)像素為0.5cmX0.5cm，則以圖5所示的像素A為中心的81個(gè)鄰接被標(biāo)記像素所覆蓋的面積等于20.25cm2(4.5cmX4.5cm)。雖然在該例子中區(qū)域?yàn)檎叫危@不是必需的。如果滿(mǎn)足步驟1030中的條件，則在步驟1040把鄰接被標(biāo)記像素的區(qū)域標(biāo)記為HANM。任選地，可以產(chǎn)生該區(qū)域的圖像，以便顯示給操作者。如果被標(biāo)記像素所覆蓋的面積小于預(yù)定面積，則在步驟1050把鄰接被標(biāo)記像素的區(qū)域標(biāo)記為未確認(rèn)的HANM。在步驟1040或1050之后，在步驟1060確定是否有另一個(gè)被標(biāo)記像素要處理。如果是這樣的，則在步驟1010選擇新的被標(biāo)記像素，并重復(fù)方法1000。如果沒(méi)有其它像素要處理，則不滿(mǎn)足步驟1060中的條件，并且在步驟1070計(jì)算機(jī)向操作者提供輸出。注意，一旦單個(gè)像素是先前被標(biāo)記區(qū)的一部分，則不必再用該過(guò)程對(duì)它進(jìn)行分析(雖然也可以這樣)。因此，可以將步驟1010限于選擇不是先前被標(biāo)記區(qū)一部分的被標(biāo)記像素。類(lèi)似地，可以將步驟1060限于確定是否存在另一個(gè)不是先前被標(biāo)記區(qū)一部分的被標(biāo)記像素。鄰接測(cè)試可以單獨(dú)使用，或者可以與其它檢查技術(shù)一起使用，包括在此描述的其它實(shí)施例測(cè)試。操作者可以響應(yīng)所提供的輸出，如以上相對(duì)于檢查窗測(cè)試所描述的。如果在每個(gè)合成像素處只探測(cè)到有限數(shù)量的光子，則分析可疑合成像素的環(huán)境也是有用的。例如，某些無(wú)威脅材料(非HANM)，如農(nóng)產(chǎn)品，可能是非常致密的。因?yàn)橥ㄟ^(guò)致密材料的低透射，所以即使材料不是HANM、也可能發(fā)現(xiàn)低TR像素，由此造成高的統(tǒng)計(jì)不精確度。鄰接測(cè)試可以通過(guò)考慮在像素環(huán)境中探測(cè)到的輻射，來(lái)提高基于像素的測(cè)量輻射的確定的統(tǒng)計(jì)精度。矩陣測(cè)試在另一實(shí)施例中，對(duì)合成像素分組，并分析像素組中的TR的函數(shù)。例如，函數(shù)可以是像素組中的TR的平均值或中值?？梢栽诳梢上袼氐闹?chē)纬山M，或者可以設(shè)置多個(gè)分組(groupings)來(lái)包括所有像素。例如，分組可以是矩陣。因此，該測(cè)試被稱(chēng)為“矩陣測(cè)試”。圖2中的物品410是貨物運(yùn)輸工具內(nèi)的另一個(gè)物品的例子。像素B是物品410內(nèi)的低TR像素，因此是可疑像素。圖2中的3X3像素矩陣B3是在像素B周?chē)皹?gòu)造”的分組的例子。圖11是貨物運(yùn)輸工具10—部分的TR陣列的例子，它示出了低TR像素B和矩陣B3。例如，通過(guò)對(duì)矩陣中每個(gè)像素的TR進(jìn)行平均來(lái)計(jì)算矩陣B3的平均TR。然后，對(duì)平均TR和閾值進(jìn)行比較。如果平均TR低于閾值，則可以認(rèn)為發(fā)現(xiàn)HANM。在像素尺寸為0.5cm的一個(gè)例子中，3X3像素矩陣B3可用于識(shí)別具有至少大約1.5cmX1.5cm橫截面積的潛在HANM?？梢愿鶕?jù)矩陣中像素的透射的平均值或其它這樣的函數(shù)，來(lái)選擇用于比較的閾值。3X3矩陣的TR統(tǒng)計(jì)精度比單個(gè)低TR像素的TR統(tǒng)計(jì)精度高三倍。因?yàn)檎`報(bào)可能造成對(duì)貨物運(yùn)輸工具的不必要、高代價(jià)、費(fèi)時(shí)和破壞性的檢查，所以在確定發(fā)現(xiàn)像素B屬于HANM之前優(yōu)選地獲得更高精度的附加確認(rèn)。為進(jìn)一步提高對(duì)較大物體的確定精度(減小標(biāo)準(zhǔn)差)，在檢查3X3矩陣后，優(yōu)選地以相同的被選定低TR像素B為中心來(lái)生成更大的矩陣如9X9像素矩陣B9，圖2和圖11也顯示了矩陣B9。相反或者也可以構(gòu)造其它尺寸的矩陣，如5X5和7X7像素矩陣。更大矩陣的尺寸可能取決于要識(shí)別的物品的尺寸和像素的尺寸。9X9像素矩陣包含81個(gè)附加鄰近像素，這些附加鄰近像素的數(shù)據(jù)有助于確定是否存在HANM。產(chǎn)生更大矩陣的像素的平均TR，并且類(lèi)似地將該平均TR和閾值進(jìn)行比較。如果第一矩陣和第二矩陣的平均TR都在閾值以下，則以更大的置信度確定當(dāng)前的低TR像素代表HANM。在該例子中，3X3像素矩陣B3提供對(duì)潛在HANM的第一識(shí)別，并利用9X9像素矩陣B9以更大的置信度來(lái)驗(yàn)證潛在HANM的存在。繼續(xù)分析，直到所有低TR像素都處理完為止。可以橫過(guò)陣列構(gòu)造多個(gè)重疊的3X3矩陣及重疊的9X9矩陣。例如，圖2示出了和矩陣B3重疊的附加3X3矩陣B4。在另一個(gè)例子中，如果探測(cè)元件為1.5cmXl.5cm且像素尺寸為1.5cm，則3X3像素矩陣將包圍邊長(zhǎng)為4.5cm的HANM立方體。如果探測(cè)元件為0.Icm且像素尺寸為0.Icm,則將需要45像素X45像素矩陣來(lái)包圍邊長(zhǎng)為4.5cm的HANM體方體或包圍覆蓋20.25cm2面積的HANM。圖12是可以通過(guò)如計(jì)算機(jī)的處理器來(lái)執(zhí)行以實(shí)施矩陣測(cè)試的方法1100的例子。在該例子中，像素尺寸為0.5cmX0.5cm。在步驟1105，在執(zhí)行圖6a中的方法800以識(shí)別和標(biāo)記低HANM像素后，并且任選地在實(shí)施鄰接測(cè)試之后(在圖10的方法1000中示出了鄰接測(cè)試的例子)，選擇當(dāng)前被標(biāo)記像素。例如，選擇圖2中的物體410內(nèi)的低TR像素B。在步驟1115，“構(gòu)造”以像素B為中心的3X3矩陣B3，以識(shí)別包圍0.5cmX0.5cm和更大面積的HA匪。然后，在步驟1120，通過(guò)對(duì)矩陣B3中的9個(gè)TR求和并使TR之和除以單個(gè)像素?cái)?shù)，來(lái)計(jì)算矩陣B3的平均TR。在該例子中，矩陣B3的平均TR是2.7。然后，在步驟1125確定矩陣B3的平均TR是否低于閾值。該例子中的閾值是3.9。因?yàn)?.7小于3.9，所以滿(mǎn)足該條件。這意味矩陣B3代表HANM，且其精度是最初單獨(dú)根據(jù)像素B具有低TR來(lái)懷疑像素B可能是HANM的精度的3倍。在該例子中，對(duì)于包圍4.5cmX4.5cm和更大橫截面積的HANM，同樣在步驟1130中優(yōu)選地構(gòu)造以像素B為中心的9X9矩陣B9，以提供比3X3像素矩陣更高的HANM發(fā)現(xiàn)靈敏度和專(zhuān)一性。圖12示出了9X9矩陣B9的例子。在步驟1135計(jì)算矩陣B9的平均TR。對(duì)矩陣B9中的TR求和，并使該TR之和除以81(單個(gè)像素?cái)?shù))。在該例子中，圖11的矩陣B9的平均TR是2.9。因?yàn)榭紤]了9倍的像素，所以矩陣B9的TR精度的統(tǒng)計(jì)概率比矩陣B3的TR精度的統(tǒng)計(jì)概率大3倍。在步驟1138對(duì)矩陣B9的平均TR和閾值進(jìn)行比較。然后，在步驟1138確定平均TR是否小于閾值。如果是這樣的，則在步驟1140以更高的靈敏度和專(zhuān)一性確認(rèn)當(dāng)前被標(biāo)記像素對(duì)應(yīng)于HANM。因?yàn)?.9小于3.9，所以滿(mǎn)足條件。然后，在步驟1145確定像素B是否為要分析的最后被標(biāo)記像素。因?yàn)檫€有其它被標(biāo)記像素要分析，所以不滿(mǎn)足條件，該方法1100返回到步驟1105，并且對(duì)下一被標(biāo)記像素重復(fù)方法1100。如果矩陣B9的平均TR不小于閾值，則在步驟1140中像素B不被確認(rèn)為HANM，并且方法1100前進(jìn)到步驟1145，如上所述。在所有被標(biāo)記像素的所有TR都分析完后，步驟1145中的條件變?yōu)檎?，并且向操作者提供輸出。操作者可以響?yīng)輸出，如以上相對(duì)于檢查窗測(cè)試所描述的。人們相信，矩陣測(cè)試可以識(shí)別例如20cm厚鐵擋板后面的、邊長(zhǎng)為4.5cm的HANM立方體，如鈾立方體?？梢詥为?dú)執(zhí)行矩陣測(cè)試，或者可以和在此描述的任何或全部其它測(cè)試、或該
技術(shù)領(lǐng)域：
周知的其它測(cè)試一起執(zhí)行矩陣測(cè)試。例如，如果物品410的面積小于以上討論的鄰接測(cè)試的預(yù)定尺寸，則該測(cè)試將不把物品410識(shí)別為HANM。然而，它仍然可能是危險(xiǎn)的HANM，因?yàn)榭梢栽谝粋€(gè)或多個(gè)貨物運(yùn)輸工具中走私幾個(gè)特種核材料(SNM)物體，并將它們組合成一個(gè)大得足以維持核反應(yīng)的物體。小于預(yù)定尺寸的HANM也可用于“臟”彈中?？梢岳眯∮卩徑訙y(cè)試預(yù)定面積的矩陣，通過(guò)矩陣測(cè)試來(lái)識(shí)別小于鄰接測(cè)試預(yù)定面積的物品。當(dāng)利用矩陣測(cè)試檢查小于鄰接測(cè)試預(yù)定尺寸的區(qū)域中的低TR像素時(shí)，只需選擇不是大于預(yù)定尺寸的物體部分的低TR像素來(lái)供矩陣測(cè)試進(jìn)行分析，但這不是必需的。注意，對(duì)于較小物品一其中只有小矩陣(如3X3像素矩陣B3)才包圍足以至少潛在地將物品識(shí)別為HANM的物品部分，HANM的識(shí)別可能不象使用較大矩陣那樣可靠。然而，這種潛在的識(shí)別可以證明進(jìn)一步的檢查，如執(zhí)行在此描述或該
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周知的其它測(cè)試、檢查貨物清單、以及/或者進(jìn)行手動(dòng)檢查。還要注意，可以將不同于矩陣的分組的TR的平均值或其它這種函數(shù)與閾值進(jìn)行比較，以確定分組是否至少潛在地是HANM。例如，如上所述，分組可以是預(yù)掃描中識(shí)別的致密區(qū)?？梢匀缟纤龆x致密區(qū)的邊界，可以對(duì)致密區(qū)的像素的TR進(jìn)行平均，并將平均值和閾值進(jìn)行比較。閾值計(jì)算如上所述，優(yōu)選地為每個(gè)掃描系統(tǒng)計(jì)算用于把HANM和非HANM分開(kāi)的閾值。當(dāng)周期地校準(zhǔn)貨物掃描系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行閾值計(jì)算。閾值計(jì)算部分地取決于系統(tǒng)的期望靈敏度和專(zhuān)一性。如上所述，可以用與將要用于掃描貨物運(yùn)輸工具的兩種能量一樣的兩種能量，來(lái)掃描原子數(shù)比所關(guān)心材料(如鈾)的最低原子數(shù)小的測(cè)試材料，由此確定閾值。優(yōu)選地，測(cè)試件的原子數(shù)也大于或等于普通許用材料的原子數(shù)，以避免誤報(bào)。鐵、鎳和銅是優(yōu)選測(cè)試材料的例子。測(cè)試件優(yōu)選地具有可變厚度，使得可以在通過(guò)測(cè)試件的不同透射下計(jì)算閾值。例如，測(cè)試件可以是楔形或階梯形的。厚度可以對(duì)應(yīng)于可接受材料和HANM的期望透射范圍。在不同厚度下計(jì)算的閾值可以和應(yīng)用于具有對(duì)應(yīng)透射的合成像素的測(cè)試準(zhǔn)則一起使用。例如，測(cè)試件的厚度可以從大約Imm到大約400mm?？梢允褂迷谌我荒芰慷它c(diǎn)下的透射。如果測(cè)試件是階梯形，則對(duì)跨越每個(gè)階梯的TR計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差。如果測(cè)試件是楔形的，則對(duì)通過(guò)楔的特殊厚度部分的TR計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差。對(duì)于每種厚度，可以使用一列或幾列數(shù)據(jù)。在檢查物體期間，利用該標(biāo)準(zhǔn)差在測(cè)量的透射之間進(jìn)行插值，以計(jì)算基于測(cè)試件所計(jì)算的閾值之間的閾值。作為選擇，可以使用最接近測(cè)量透射的計(jì)算閾值，但這可能不如那樣精確。在每種厚度下計(jì)算TR，并對(duì)TR進(jìn)行求和及平均。如該
技術(shù)領(lǐng)域：
所周知的，測(cè)量值是如TR的被測(cè)量量統(tǒng)計(jì)變化的概率是測(cè)量值分布的算術(shù)平均和所考慮的測(cè)量值之間的距離的函數(shù)。用標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)度量該距離。在表中表示了這種概率，并且這種概率在該
技術(shù)領(lǐng)域：
中是眾所周知的。例如，與多個(gè)測(cè)量值的算術(shù)平均偏離3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的測(cè)量值是統(tǒng)計(jì)變化的概率為0.0013左右。該概率是虛警率，在該例子中為萬(wàn)分之十三。因此，為降低TR以0.0013的不正確概率是實(shí)際TR的統(tǒng)計(jì)變化的概率，在該例子中，在每種厚度下選擇3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)計(jì)算閾值。所使用的標(biāo)準(zhǔn)差值可以是整數(shù)，例如在該例子中為3，或者可以是非整數(shù)，如2.5。優(yōu)選地，在每種厚度下使用相同的標(biāo)準(zhǔn)差。為獲得不同的靈敏度和專(zhuān)一性，可以從測(cè)試件的低原子數(shù)材料的平均TR減去不同的標(biāo)準(zhǔn)差值，假定任何給定的透射輻射測(cè)量可以來(lái)自HANM或非HANM，選擇要從低原子數(shù)材料的TR減去的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)，以實(shí)現(xiàn)可接受誤報(bào)數(shù)和漏報(bào)數(shù)之間的期望平衡。例如，從低原子數(shù)材料的TR減去8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差將導(dǎo)致0誤報(bào)，但是可能導(dǎo)致不可接受的漏報(bào)數(shù)。如上所述，如果可以容忍更多的誤報(bào)，則可以不必考慮標(biāo)準(zhǔn)差。如果使較高能量端點(diǎn)下的測(cè)量除以較低能量端點(diǎn)下的測(cè)量，則從測(cè)試件的平均TR減去標(biāo)準(zhǔn)差。如果使較低能量端點(diǎn)下的測(cè)量除以較高能量端點(diǎn)下的測(cè)量，則使測(cè)試件的平均TR加上標(biāo)準(zhǔn)差值。特定的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)將確定系統(tǒng)的靈敏度和專(zhuān)一性。圖13描述了可以通過(guò)如計(jì)算機(jī)的處理器來(lái)執(zhí)行以計(jì)算閾值的方法1200例子。在步驟1210，在多種厚度下，通過(guò)貨物掃描系統(tǒng)，利用具有如9MeV的第一高能量端點(diǎn)的輻射來(lái)掃描測(cè)試件。而且在步驟1210中，對(duì)每個(gè)像素探測(cè)透過(guò)測(cè)試件的輻射。相反，可以首先在5MeV下進(jìn)行掃描。然后，在步驟1220，利用具有小于第一能量端點(diǎn)的如5MeV的第二能量端點(diǎn)的第二輻射束來(lái)掃描測(cè)試件，并對(duì)與步驟1210的像素相對(duì)應(yīng)的多個(gè)像素探測(cè)在多種厚度下透過(guò)測(cè)試件的輻射。在步驟1230，對(duì)于對(duì)應(yīng)像素、使9MeV下測(cè)量的透射輻射除以5MeV下測(cè)量的透射輻射(或反之亦然)，由此計(jì)算合成像素的TR。在步驟1240，確定所計(jì)算的TR的標(biāo)準(zhǔn)差。優(yōu)選地，在測(cè)試件的每種厚度下計(jì)算TR的標(biāo)準(zhǔn)差，以用于在實(shí)際測(cè)量期間在所計(jì)算的閾值之間進(jìn)行插值?？梢园凑找韵鹿絹?lái)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差、,X)2其中Xi是像素i的測(cè)量衰減輻射，是所有像素的測(cè)量衰減輻5=1—-，Ν-\χN射的算術(shù)平均(平均值)，根據(jù)公式一來(lái)計(jì)算并且N是像素?cái)?shù)。在該說(shuō)明性例子Nχ，中，所計(jì)算的透射輻射的測(cè)試測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差是0.2。其它統(tǒng)計(jì)方法可以和測(cè)量衰減輻射的不同分布一起使用。在步驟1250，計(jì)算每種厚度下的TR的平均TR。在步驟1260，計(jì)算每種厚度下的閾值。優(yōu)選地，在步驟1250，取決于期望的靈敏度和專(zhuān)一性，將測(cè)試件每種厚度下的平均TR調(diào)節(jié)整數(shù)或非整數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，由此計(jì)算閾值。在步驟1270，存儲(chǔ)所計(jì)算的閾值。例如，可以把測(cè)試件每種厚度下的閾值和對(duì)應(yīng)透射及標(biāo)準(zhǔn)差關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)在閾值數(shù)據(jù)庫(kù)中。利用基于可能大約為4.5的鐵平均TR的閾值，來(lái)區(qū)分嵌入2米邊長(zhǎng)農(nóng)產(chǎn)品立方體(可能具有大約7的TR)內(nèi)的4.5cmX4.5cmHANM(可能具有大約2.5的TR)，可能是困難的。因?yàn)榈湫娃r(nóng)產(chǎn)品的原子數(shù)比鐵的原子數(shù)更加遠(yuǎn)離HANM的原子數(shù)，所以與把HANM和鐵區(qū)分開(kāi)相比，更容易以所需的統(tǒng)計(jì)精度把HANM和農(nóng)產(chǎn)品區(qū)分開(kāi)。為了提高HANM識(shí)別的靈敏度和專(zhuān)一性，可以根據(jù)正在檢查的貨物運(yùn)輸工具的內(nèi)容來(lái)選擇閾值。因此，如果已知貨物運(yùn)輸工具裝有農(nóng)產(chǎn)品，則可以利用農(nóng)產(chǎn)品或代表農(nóng)產(chǎn)品的材料如塑料或水的TR代替鐵或其它這種材料的TR，來(lái)確定閾值。例如，可以使用Lucite⑧或Derlin。如上所述，優(yōu)選地使用可變厚度的測(cè)試件。也可以把計(jì)算的閾值存儲(chǔ)在閾值數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供上述關(guān)于分組的檢查技術(shù)之用。例如，可以通過(guò)海關(guān)貨物清單獲得足夠的關(guān)于貨物運(yùn)輸工具的內(nèi)容的信息。貨物運(yùn)輸工具的發(fā)貨人或所有者所提交的典型貨物清單聲明允許在貨物運(yùn)輸工具中裝運(yùn)的貨物類(lèi)型，如農(nóng)產(chǎn)品、工業(yè)制品等。圖14是根據(jù)貨物清單中聲明的內(nèi)容類(lèi)型來(lái)選擇閾值的方法1600的例子。在步驟1605檢查貨物清單，以確定貨物運(yùn)輸工具104是否裝有工業(yè)制品。如果裝有工業(yè)制品，則在步驟1610例如選擇如上所述的基于鐵和探測(cè)輻射的閾值，作為要用于分析貨物運(yùn)輸工具104的內(nèi)容的閾值。相反，閾值可以基于銅或鎳。如果貨物清單沒(méi)有指出貨物運(yùn)輸工具裝有工業(yè)制品，則在步驟1615確定貨物清單是否指出貨物運(yùn)輸工具裝有農(nóng)產(chǎn)品。如果裝有農(nóng)產(chǎn)品，則選擇基于農(nóng)產(chǎn)品的閾值，用于分析貨物運(yùn)輸工具的內(nèi)容。如果沒(méi)有裝有農(nóng)產(chǎn)品，則在步驟1610選擇基于鐵的閾值?？梢杂刹僮髡邚?fù)查正在檢查的貨物運(yùn)輸工具的貨物清單，來(lái)實(shí)施方法1600。然后，操作者可以輸入要用于上述測(cè)試中的閾值或閾值組。例如，如果電子地輸入了貨物清單，則如計(jì)算機(jī)的處理器可以實(shí)施方法1600。核測(cè)試其它X射線(xiàn)掃描和/或分析技術(shù)可以和上述關(guān)于分組的技術(shù)一起使用，以進(jìn)一步提高斷定可疑像素是HANM的精度，以及減小虛警率。以上測(cè)試確定貨物運(yùn)輸工具內(nèi)的任何材料是否可被分類(lèi)為HANM。HANM可以是核材料(可裂變、易裂變或增值性材料)，需要以高靈敏度和專(zhuān)一性來(lái)識(shí)別核材料的存在。如上所述，鈾-235、钚-239和鈾-233是易裂變材料的例子?？闪炎儾牧习ㄒ琢炎儾牧虾外?238。增值性材料包括可轉(zhuǎn)變成钚-239的鈾-238，以及可轉(zhuǎn)變成鈾-233的釷-232。一些比其它材料更容易經(jīng)歷裂變的易裂變材料被稱(chēng)為特種核材料(SNM)。當(dāng)前，美國(guó)核管制委員會(huì)定義S匪包括钚、鈾-233或富含同位素鈾-233或鈾-235的鈾。如該
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所周知的，因?yàn)樵谟捎谑艿阶銐蚰芰康腦射線(xiàn)輻射曝光而造成核材料的核裂變后，發(fā)生了β衰變，使得核材料在曝光后發(fā)射12μs的緩發(fā)中子。因?yàn)榉呛瞬牧喜话l(fā)射緩發(fā)中子，所以緩發(fā)中子的存在可用于識(shí)別核材料的存在。例如，可以用中子探測(cè)器來(lái)探測(cè)緩發(fā)中子，并對(duì)探測(cè)的緩發(fā)中子計(jì)數(shù)。以下進(jìn)一步討論中子探測(cè)器。為誘發(fā)核材料光致裂變所需的最小能量取決于材料，該最小能量被稱(chēng)為光致裂變或裂變閾值。表I標(biāo)識(shí)了根據(jù)選定元素的物質(zhì)過(guò)剩值(massexcessvalue)所計(jì)算的選定元素裂變閾值。從NuclearWalletCards獲得該物質(zhì)過(guò)剩值，可以從NNDCBrookhavenLaboratory,January,1985NuclearWalletCards0NuclearWalletCardsStJItf版本可以在www.nndc.bnl.gov/wallet/wallet-2000.pdf得到。注意，在受到X射線(xiàn)輻射曝光的很短時(shí)間(10_15秒)內(nèi)，核材料和非核材料都可以產(chǎn)生光中子(photoneutron)。光中子被集裝箱中的材料和X射線(xiàn)掃描系統(tǒng)的部件所吸收。表I也顯示了對(duì)于選定核材料的光中子發(fā)射的閾值。在http://+2.lan/gov/data/photonuclear.html從T_2NuclearInformationService,LosAlamos獲得光中子數(shù)據(jù)。也可以容易地從該領(lǐng)域技術(shù)人員所周知的其它多種來(lái)源得到光致裂變和光中子數(shù)據(jù)。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>因?yàn)樗泻瞬牧系牧炎冮撝刀荚?.OMeV至大約5.SMeV的范圍內(nèi)，所以利用至少大約5.SMeV的X射線(xiàn)輻射來(lái)掃描核材料將在所有這些材料中誘發(fā)光致裂變和緩發(fā)中子。將能量提高到閾值以上將增加將要發(fā)射的緩發(fā)中子數(shù)，這樣便于探測(cè)。如以上的例子中一樣，可以使用9MeV。優(yōu)選地，在關(guān)閉X射線(xiàn)束時(shí)，并在光中子發(fā)射停止之后，探測(cè)緩發(fā)中子。另夕卜，到現(xiàn)在，也不存在可能干擾緩發(fā)中子計(jì)數(shù)的X射線(xiàn)光子。現(xiàn)在描述探測(cè)由于光致裂變而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的操作順序的例子。首先，在時(shí)間t=0秒，用9MeV電子的電子脈沖串撞擊靶，由此產(chǎn)生X射線(xiàn)光子，如該
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所周知的。對(duì)這些X射線(xiàn)光子進(jìn)行校準(zhǔn)，并將它們投射到待檢查的貨物運(yùn)輸工具上。電子脈沖串通常持續(xù)幾微秒。脈沖寬度的典型值在2.0至4.5μS之間。在X射線(xiàn)光子產(chǎn)生結(jié)束后的1.02.0ys，接通中子探測(cè)系統(tǒng)，以探測(cè)來(lái)自核材料(如果存在)光致裂變的緩發(fā)中子。獲取時(shí)間可以持續(xù)到下一電子脈沖串將要發(fā)射到靶的時(shí)點(diǎn)為止，典型地在時(shí)間t=0后的2.55.0毫秒0^)。該第二脈沖串可以是9MeV或5MeV的。例如，可以在每個(gè)高能脈沖串(在此為9MeV)后接通中子探測(cè)系統(tǒng)。在另一個(gè)例子中，只在TR像素測(cè)試指示合成像素陣列中可能存在HANM之后(例如在如上所述的在兩個(gè)能量端點(diǎn)下掃描、計(jì)算TR以及分析結(jié)果之后)，才接通中子探測(cè)器?？梢詫?duì)整個(gè)貨物運(yùn)輸工具或只對(duì)貨物運(yùn)輸工具的可疑區(qū)分析光致裂變結(jié)果?？梢蓞^(qū)可以是具有低于閾值的TR的合成像素或一組合成像素，指示可能存在HANM。在一個(gè)例子中，可疑區(qū)的識(shí)別可能具有不可接受的靈敏度和專(zhuān)一性，由此促使進(jìn)一步測(cè)試。在另一個(gè)例子中，如果以可接受的靈敏度和專(zhuān)一性識(shí)別了HANM，則可以分析光致裂變結(jié)果，以確定是否存在SW或其它核材料。任何緩發(fā)中子的探測(cè)都指示貨物運(yùn)輸工具內(nèi)存在核材料。也可識(shí)別這種核材料的一般位置，如該
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所周知的。另外，可以確定核材料的身份。可以把通過(guò)以不同峰值能量誘發(fā)S匪光致裂變所產(chǎn)生的多個(gè)緩發(fā)中子的實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)以及緩發(fā)中子的衰變時(shí)間，組織在5或6個(gè)范圍中，每個(gè)范圍都對(duì)應(yīng)于特殊的核材料。把被測(cè)試的物體的緩發(fā)中子計(jì)數(shù)和這些范圍進(jìn)行比較，使能識(shí)別特殊的核材料(及其原子數(shù))。實(shí)時(shí)緩發(fā)中子計(jì)數(shù)和中子探測(cè)技術(shù)是該
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所周知的。例如，見(jiàn)TsahiGozani，核材料的主動(dòng)非破壞性分析(國(guó)家技術(shù)信息服務(wù)1981)，第173205頁(yè)(TsahiGozani,ActiveNon-DestructiveAnalysisofNuclearMaterials(NationalTechnologyInformationService1981),pp.173205)。如果需要進(jìn)一步確認(rèn)貨物運(yùn)輸工具中的特殊位置存在如SNM的核材料(例如在執(zhí)行手動(dòng)檢查之前)，可以在13MeV至15MeV的核材料光致裂變峰值能量范圍，誘發(fā)另一次光致裂變反應(yīng)。在更高能級(jí)執(zhí)行的該第三次掃描使光致裂變所產(chǎn)生的緩發(fā)中子數(shù)達(dá)到最多，便于中子探測(cè)?？梢酝ㄟ^(guò)分開(kāi)的輻射源或在其它能量端點(diǎn)下產(chǎn)生輻射的同一輻射源，來(lái)提供高能輻射束。圖15a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的中子探測(cè)的方法1700的例子。在步驟1710，例如用具有如5MeV的低能量端點(diǎn)的輻射來(lái)掃描物體的一部分。在步驟1720，探測(cè)和物體相互作用后的輻射。在步驟1730，用具有如9MeV的高能量端點(diǎn)的輻射來(lái)掃描物體的對(duì)應(yīng)部分，并在步驟1740探測(cè)和物體相互作用后的輻射。物體部分可以是被每一輻射端點(diǎn)下的輻射束橫穿的物體部分。例如，如果輻射束的形狀為扇形射束，則物體的每個(gè)部分是被兩個(gè)輻射束橫穿的物體片?？梢栽?MeV和9MeV輻射束之間循環(huán)掃描，直到收集了覆蓋足夠面積的足夠數(shù)目像素來(lái)實(shí)施以上討論的測(cè)試之一或其它測(cè)試為止。在步驟1744，分析結(jié)果。分析可以包括上述任何測(cè)試?？梢宰銐蚩斓貙?duì)一對(duì)對(duì)應(yīng)部分執(zhí)行HANM識(shí)別，以決定是否接通中子探測(cè)系統(tǒng)。作為選擇，根據(jù)上述測(cè)試，以期望靈敏度和專(zhuān)一性指示HANM存在的一個(gè)或足夠數(shù)目像素的存在，可以促使中子探測(cè)系統(tǒng)的激活。如果不懷疑是HANM，則對(duì)物體的另一部分重復(fù)方法1700。如果在步驟1746中懷疑是HANM，則在步驟1750激活中子探測(cè)系統(tǒng)。如上所述，優(yōu)選地在9MeV(在該例子中)的掃描結(jié)束之后，將中子探測(cè)系統(tǒng)激活1.02.0μS。然后，在步驟1760確定是否探測(cè)到緩發(fā)中子。如果是這樣的，則在步驟1770提供指示存在緩發(fā)中子的輸出。如果不是這樣的，則對(duì)物體的另一部分重復(fù)方法1700。如果整個(gè)物體都被掃描完了，則也提供指示緩發(fā)中子探測(cè)失敗的輸出。根據(jù)另一實(shí)施例，如果在其它任何測(cè)試后懷疑存在HANM或核材料，包括上述測(cè)試和該
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所周知的其它測(cè)試，則可以進(jìn)行核測(cè)試。例如，首先可以進(jìn)行如在此被引入作為參考的美國(guó)專(zhuān)利No.5，524，133所描述的雙能量比測(cè)試，來(lái)初步識(shí)別物體的實(shí)際材料內(nèi)容，以確定物體是否至少潛在地包含特殊核材料。以上更詳細(xì)地描述了美國(guó)專(zhuān)利No.5，524，133。例如，可以在圖15a的方法1700的步驟1774中，更詳細(xì)地進(jìn)行這種雙能量測(cè)試。也可以只在一個(gè)能量端點(diǎn)下進(jìn)行測(cè)試。初始測(cè)試可能涉及結(jié)果的自動(dòng)分析以及/或者一幅或多幅圖像的視覺(jué)分析。如果不能識(shí)別所發(fā)現(xiàn)的物體，則也可以在手動(dòng)檢查后進(jìn)行核測(cè)試。圖15b是根據(jù)該實(shí)施例的方法1800的例子。在步驟1810，對(duì)物體的至少一部分進(jìn)行第一測(cè)試。然后，在步驟1820確定是否至少懷疑核材料。如果不是，則如果需要測(cè)試物體的剩余部分，方法就返回到步驟1810。如果整個(gè)物體都掃描完了，則可以提供指示不懷疑核材料存在的輸出。如果懷疑存在核材料，則在步驟1830以足夠的能量掃描物體，以誘發(fā)緩發(fā)中子，以便進(jìn)行核測(cè)試?？梢允褂弥辽?.SMeV能量端點(diǎn)的輻射束。然后，在步驟1840檢查緩發(fā)中子的探測(cè)。如果在步驟1850探測(cè)到緩發(fā)中子，則在步驟1860輸出指示識(shí)別出核材料存在的結(jié)果。如果在步驟1850沒(méi)有探測(cè)到緩發(fā)中子，則方法返回到步驟1810掃描物體另一部分。如果整個(gè)物體都掃描完了，并且沒(méi)有探測(cè)到緩發(fā)中子，則也可以提供合適的輸出。如果在步驟1810的第一測(cè)試中使用足夠高的能量，則不必執(zhí)行步驟1830。掃描系統(tǒng)圖16是被編程以便實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的貨物掃描系統(tǒng)2000的例子的正視圖。傳送器系統(tǒng)2020在X射線(xiàn)源2060和探測(cè)器2070之間支撐并傳送貨物運(yùn)輸工具2040通過(guò)掃描系統(tǒng)100。例如，傳送器系統(tǒng)2020可以是機(jī)械驅(qū)動(dòng)的傳送帶、軌道或機(jī)械驅(qū)動(dòng)的滾輪。X射線(xiàn)源2060使韌致輻射X射線(xiàn)輻射的輻射束R指向貨物運(yùn)輸工具2040。屏蔽墻2080包圍X射線(xiàn)源2060和探測(cè)器2070。傳送器系統(tǒng)2020貫穿屏蔽墻2080的開(kāi)口，以允許貨物運(yùn)輸工具2040進(jìn)入和退出。貨物運(yùn)輸工具2040被傳送器系統(tǒng)2020傳送通過(guò)屏蔽隧道2100。隧道2100具有第一窗口2110和第二窗口2120，以允許X射線(xiàn)輻射束R從X射線(xiàn)源2060傳遞到貨物運(yùn)輸工具2040、以及從貨物運(yùn)輸工具2040傳遞到探測(cè)器陣列2070。如果輻射束R和傳送器系統(tǒng)2020相交，并且傳送器系統(tǒng)2020是傳送帶或軌道，則造成低輻射衰減的材料可以用于傳送帶或軌道。如果傳送器系統(tǒng)2020包括滾輪，則如有必要，可以在多個(gè)滾輪之間設(shè)置間隙。如有必要，也可以在支撐傳送器系統(tǒng)2020的結(jié)構(gòu)中設(shè)置窗口?？梢栽谪浳镞\(yùn)輸工具2040和探測(cè)器2070之間設(shè)置準(zhǔn)直器(未示出)，以阻止散射的輻射到達(dá)探測(cè)器?？梢允箓魉推飨到y(tǒng)2020反轉(zhuǎn)，以再次檢查貨物運(yùn)輸工具2040—部分和整個(gè)貨物運(yùn)輸工具。如以下進(jìn)一步討論的，例如當(dāng)貨物運(yùn)輸工具2040正被傳送通過(guò)掃描單元2000時(shí)，可以通過(guò)使X射線(xiàn)源2060在兩個(gè)能量端點(diǎn)之間快速循環(huán)或者通過(guò)提供兩個(gè)相鄰的X射線(xiàn)源，來(lái)利用多種能量照射貨物運(yùn)輸工具2040。準(zhǔn)直器2140從X射線(xiàn)源2060的末端伸出。準(zhǔn)直器2140包括狹縫(未示出)，該狹縫被形成為將X射線(xiàn)源2060所發(fā)射的X射線(xiàn)束校準(zhǔn)為期望的形狀，如校準(zhǔn)為扇形射束或錐形射束。例如，狹縫可以具有垂直弧，該垂直弧從小于1度到大約50度變化、以定義具有弧θ的垂直扇形射束，并從大約5度到大約45度變化、以定義錐形射束。狹縫也可以具有其它形狀。探測(cè)器2070電連接到圖像處理器2160，圖像處理器2160連接到顯示器2180。圖像處理器2160包括模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字處理部件，如該
技術(shù)領(lǐng)域：
所周知的。處理器如計(jì)算機(jī)2200電連接到X射線(xiàn)源2060、探測(cè)器陣列2070、傳送器系統(tǒng)2020、圖像處理器2160和顯示器2180，并控制它們中的一個(gè)或多個(gè)的操作。為簡(jiǎn)化圖，未顯示處理器122和所有部件之間的連接?？梢詫⑻幚砥?200編程為實(shí)施上述任何或全部測(cè)試。處理器2200可以提供圖像處理器2160的一些或全部處理功能。雖然示出了一個(gè)處理器2200，但是也可以提供附加的處理器或計(jì)算機(jī)?？梢圆煌嘏帕泻瓦B接圖像處理器2160、計(jì)算機(jī)2200和顯示器2180。例如，圖像處理器2160可以是計(jì)算機(jī)的一部分?？梢杂密浖?或硬件來(lái)編程計(jì)算機(jī)，以實(shí)施上述任何或全部測(cè)試。在一個(gè)例子中，例如可以通過(guò)專(zhuān)用集成電路(ASIC)來(lái)實(shí)施該程序。探測(cè)器2070可以是探測(cè)器陣列。探測(cè)器2070的配置可以取決于被校準(zhǔn)的輻射束R的形狀。例如，如果輻射束R被校準(zhǔn)為扇形射束，則可以提供包括一行探測(cè)元件的一維探測(cè)器陣列2040。如果被校準(zhǔn)的輻射束是錐形射束，如非對(duì)稱(chēng)金字塔形錐束，則探測(cè)器陣列可以是包括兩行或多行相鄰探測(cè)元件的二維探測(cè)器陣列2040。探測(cè)器陣列2040可以包括多個(gè)探測(cè)器模塊，每個(gè)探測(cè)器模塊包括支撐于外殼中的一行或多行探測(cè)元件，如該
技術(shù)領(lǐng)域：
所周知的。探測(cè)器或探測(cè)器陣列可以是直線(xiàn)的或L形的。圖16的剖視圖顯示了L形探測(cè)器陣列的水平臂2070a。以下討論的圖19也顯示了L形探測(cè)器。如果在圖16中使用L形探測(cè)器，則X射線(xiàn)源2060可以位于下面垂直位置，輻射束R將更多地和水平臂2070a相交，并且探測(cè)器2070的垂直部分2070b可以更短。如該
技術(shù)領(lǐng)域：
所周知的，探測(cè)器2070可以是光子探測(cè)器，如包括無(wú)機(jī)閃爍晶體(scintillator)的光電二極管探測(cè)器陣列。例如，可以使用鎢酸鎘(CdWO4)閃爍晶體。也可以使用非晶硅(aSi)探測(cè)器，如可以從加利福尼亞PaloAlto的Varian醫(yī)療系統(tǒng)有限公司(VarianMedicalSystems,Inc.，PaloAlto,California)得到的PaxScan探測(cè)器。中子探測(cè)器2072、2074、2076和2078優(yōu)選地位于貨物集裝箱周?chē)亩鄠€(gè)位置，以探測(cè)在所有方向上各向同性地發(fā)射的中子。例如，可以用X射線(xiàn)源來(lái)支撐中子探測(cè)器2072?？梢杂锰綔y(cè)器2070支撐中子探測(cè)器2074?？梢杂锰綔y(cè)器2070的上部或L形探測(cè)器的垂直臂，來(lái)支撐中子探測(cè)器2076(見(jiàn)2076a)?？梢杂秘浳镞\(yùn)輸工具2040下面的傳送器系統(tǒng)2020或掃描系統(tǒng)其它某部分，來(lái)支撐中子探測(cè)器2078。中子探測(cè)器20722078可以是充滿(mǎn)3He的圓柱比例計(jì)數(shù)器。例如，它們可以具有大約1525cm的有效長(zhǎng)度，以供貨物運(yùn)輸工具2040之用。在一個(gè)例子中，計(jì)數(shù)器被鎘(Cd)和聚乙烯層覆蓋。鎘層用于吸收作為“慢中子”的熱中子。快中子在被3He探測(cè)器探測(cè)到以前，在聚乙烯層中被熱化。因此，在3He探測(cè)器中只探測(cè)到緩發(fā)中子。例如，可以在商業(yè)上從CanberraIndustries,Meriden,CT獲得合適的中子探測(cè)器。圖17是貨物掃描系統(tǒng)2000a的例子的一部分的頂視圖，它顯示了兩個(gè)相鄰的輻射源2060a和2060b，每個(gè)輻射源都產(chǎn)生具有不同能量端點(diǎn)的輻射。與圖16的系統(tǒng)2000相同的元件被相同地編號(hào)。傳送器系統(tǒng)2020在第一X射線(xiàn)源2060a和第一探測(cè)器2070a之間，以及第二X射線(xiàn)源2060b和第二探測(cè)器2070b之間，支撐并傳送貨物運(yùn)輸工具2040通過(guò)掃描系統(tǒng)2000a。X射線(xiàn)源2060a和2060b使輻射束Rl和R2指向貨物運(yùn)輸工具2040。例如，X射線(xiàn)源2060a可以以5MeV的第一X射線(xiàn)能量端點(diǎn)來(lái)產(chǎn)生第一輻射束R1，且X射線(xiàn)源2060b可以以9MeV的第二能量端點(diǎn)來(lái)產(chǎn)生第二輻射束R2，或反之亦然。X射線(xiàn)源2060a和2060b位于相對(duì)于貨物運(yùn)輸工具2040的相同角度，并位于同一水平面。它們可以緊挨著，或者可以將它們相互分開(kāi)放置。也可以將它們放置成一個(gè)在另一個(gè)之上。人們相信，在具有兩個(gè)X射線(xiàn)源的系統(tǒng)中可以在大約30至60秒內(nèi)檢查40英尺的集裝箱。為檢查寬度大于大約5英尺(1.5米)的貨物運(yùn)輸工具20404射線(xiàn)源2060￡1、206(^優(yōu)選地產(chǎn)生具有大于大約IMeV的能量端點(diǎn)的輻射。如上所述，例如可以使用5MeV和9MeV。例如，用于寬度大于大約5英尺(1.5米)的貨物運(yùn)輸工具的能量端點(diǎn)其它例子包括IMeV和9MeV以及5MeV和15MeV。為了進(jìn)行中子測(cè)試，能量端點(diǎn)之一需要為至少5.8MeV。例如，X射線(xiàn)源可以是直線(xiàn)加速器，如可以從加利福尼亞PaloAlto的Varian醫(yī)療系統(tǒng)有限公司(VarianMedicalSystems,Inc.，PaloAlto,CA)("Varian")得到的、具有適當(dāng)電平的加速電勢(shì)的Linatron直線(xiàn)加速器(“Linatron”)。在VarianLinatron中，每秒輸出360個(gè)脈沖。例如，VarianLinatron具有大約2030度的孔徑角。例如，也可以使用其它X射線(xiàn)源，如靜電加速器、電子回旋加速器和電子感應(yīng)加速器。射線(xiàn)源也可以包括基于碳-12(C-12)、鈷-60(Co-60)、钚-鈹(Pu-Be)和/或镅-鈹(Am-Be)的射線(xiàn)源。在檢查寬度小于大約5英尺(1.5米)的物體的過(guò)程中，也可以使用發(fā)射keV范圍能量的X射線(xiàn)管。對(duì)于這種較小的物體，可以使用一種低于IMeV的能量和一種高于IMeV的能量。例如，可以使用600keV和5MeV。兩種能量也可以都在IMeV以下。例如，可以使用120keV和200keV，只要輻射將能穿透被檢查的物體。例如，如在此被引入作為參考的美國(guó)專(zhuān)利No.5，682，411和No.6，438，201中所描述的，也可以把具有單能量端點(diǎn)的單X射線(xiàn)束和單能量敏感探測(cè)器陣列一起使用，以分別探測(cè)能譜的高部分和低部分。如這些專(zhuān)利中所描述的，探測(cè)器陣列的不同部分如隔行，可能總能對(duì)一種能量的輻射更敏感。也可以使用在能量端點(diǎn)之間切換的單輻射源。在2004年10月1日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10/957，212“駐波粒子束加速器(StandingWaveParticleBeamAccelerator)”中，可找到合適輻射源的描述，該專(zhuān)利申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人、且在此處通過(guò)參考而被引入。在美國(guó)專(zhuān)利No.6，366，021BUNo.4，400，650和No.4，382，208中也描述了可用于本發(fā)明中的其它直線(xiàn)加速器，這些美國(guó)專(zhuān)利也被轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人、且在此通過(guò)參考而被引入。利用機(jī)械開(kāi)關(guān)如繼電器和其它類(lèi)型開(kāi)關(guān)如固態(tài)開(kāi)關(guān)來(lái)切換能量的技術(shù)是眾所周知的。例如，可實(shí)現(xiàn)大約100毫秒的開(kāi)關(guān)速度，以便在幾分鐘內(nèi)掃描20英尺(6.1米)長(zhǎng)的貨物運(yùn)輸工具。在另一個(gè)例子中，可以將上述技術(shù)用于移動(dòng)系統(tǒng)中，以便實(shí)時(shí)檢查卡車(chē)和牽引車(chē)拖車(chē)所運(yùn)載的貨物運(yùn)輸工具。例如，可以在高速公路休息站進(jìn)行測(cè)試。系統(tǒng)可以包括兩輛可伸縮牽引車(chē)拖車(chē)，如2003年6月6日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10/455，864(，864專(zhuān)利申請(qǐng))中所描述的，該專(zhuān)利申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人、且在此通過(guò)參考而被引入。在’864專(zhuān)利申請(qǐng)所描述的一個(gè)例子中，一輛可伸縮牽引車(chē)拖車(chē)運(yùn)載X射線(xiàn)源。另一輛可伸縮牽引車(chē)拖車(chē)運(yùn)載X射線(xiàn)光子探測(cè)器和數(shù)據(jù)分析設(shè)備?？梢园驯粔嚎s、收縮狀態(tài)下的可伸縮拖車(chē)駕駛到檢查站，在檢查站展開(kāi)，并進(jìn)行裝配以便掃描。然后，可以把要檢查的卡車(chē)停在兩輛拖車(chē)之間。然后，使輻射源和探測(cè)器跨過(guò)各輛拖車(chē)的展開(kāi)伸縮部分一致地移動(dòng)，以?huà)呙柝浳镞\(yùn)輸工具。圖18是’864專(zhuān)利申請(qǐng)中所描述的移動(dòng)掃描系統(tǒng)2300的透視示意圖。貨物運(yùn)輸工具2302由卡車(chē)或牽引車(chē)拖車(chē)2304運(yùn)載。也示出了發(fā)射扇形射束2307的輻射源2306以及包括水平部分2308a和垂直部分2308b的L形光子探測(cè)器2308的一部分。為簡(jiǎn)化圖，沒(méi)有顯示用于支撐輻射源2306和探測(cè)器2308的伸縮拖車(chē)。一個(gè)中子探測(cè)器2310由輻射源2306支撐，另一個(gè)中子探測(cè)器2312由探測(cè)器2308的水平部分2308a支撐，并且另一個(gè)中子探測(cè)器2314(圖19所示的)由探測(cè)器2308的垂直部分2308b支撐。圖19是沿圖18的線(xiàn)19-19的系統(tǒng)2300背面示意圖。相同的元件被相同地編號(hào)。附加的中子探測(cè)器2314由垂直臂2308b支撐?？梢园蚜硪粋€(gè)中子探測(cè)器2316放在，當(dāng)停放卡車(chē)或拖車(chē)時(shí)貨物運(yùn)輸工具2302位置之下的地面G的地溝T中。也可以使用垂直探測(cè)器2304，如’864專(zhuān)利申請(qǐng)所示。在那種情況下，例如可以把中子探測(cè)器2314支撐在垂直探測(cè)器的頂部或頂部附近。探測(cè)器23082316可以連接到如以上所示和描述的、被編程為實(shí)施上述任何或所有實(shí)施例的測(cè)試的處理器或計(jì)算機(jī)上。例如，輻射源2306可以是交替地產(chǎn)生9MeV和5MeVX射線(xiàn)輻射束的單輻射源。例如，也可以把兩個(gè)輻射源堆疊起來(lái)，或者把它們相互緊挨著放置，一個(gè)用于產(chǎn)生第一能量輻射束，且另一個(gè)用于產(chǎn)生第二能量輻射束?？梢岳蒙鲜鋈魏位蛉繙y(cè)試來(lái)自動(dòng)探測(cè)HANM和核材料。雖然本發(fā)明特別適合于掃描違禁品貨物運(yùn)輸工具，但是也可以容易地使本發(fā)明適于在機(jī)場(chǎng)和海港掃描其它物體，如行李和手提袋。另外，雖然在以上例子中描述了X射線(xiàn)源，但是例如輻射源可以提供其它類(lèi)型的輻射，如延時(shí)中子束或伽馬射線(xiàn)。在以上例子中，使通過(guò)貨物運(yùn)輸工具的較高能量輻射(例如9MeV)的透射除以通過(guò)貨物運(yùn)輸工具的較低能量輻射(例如5MeV)的透射，以產(chǎn)生TR，并且潛在HANM的測(cè)試準(zhǔn)則是TR小于閾值。然而，如上所述，可以使較低能量輻射的透射除以較高能量輻射的透射，在這種情況下，在以上所有例子中都將把高于閾值的TR看作是潛在HANM。另外，可以根據(jù)兩個(gè)能量端點(diǎn)下的輻射衰減，而不是輻射透射，來(lái)計(jì)算TR。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不脫離由以下權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對(duì)在此描述的實(shí)施例作出其它改變。權(quán)利要求一種檢查物體的內(nèi)容的方法，該方法包括對(duì)物體進(jìn)行第一檢查；以及如果第一檢查指示存在可疑材料，則對(duì)物體進(jìn)行第二檢查；第二檢查包括用X射線(xiàn)掃描物體的至少一部分；檢查對(duì)由X射線(xiàn)與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的探測(cè)。則檢查緩發(fā)中子的探測(cè)；以及至少部分地根據(jù)對(duì)緩發(fā)中子探測(cè)的檢查，來(lái)確定物體是否包含核材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括只有第一檢查指示存在可疑材料，才執(zhí)行第二檢查。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一檢查包括用X射線(xiàn)掃描物體的至少一部分。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在第一檢查和第二檢查期間用X射線(xiàn)掃描物體的至少一部分是相同的。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中第一檢查包括在檢查緩發(fā)中子的探測(cè)之前，用至少5.8MeV的輻射來(lái)掃描物體的至少一部分。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中第二檢查包括用至少13MeV的第二輻射來(lái)掃描物體的至少一部分；檢查緩發(fā)中子的探測(cè)；以及至少部分地根據(jù)對(duì)緩發(fā)中子探測(cè)的第二檢查，來(lái)確定物體是否包含核材料。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括至少部分地根據(jù)緩發(fā)中子探測(cè)，來(lái)識(shí)別物體內(nèi)的核材料。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中第一檢查包括用具有第一能量的輻射掃描物體的至少一部分；用具有至少5.8MeV的第二能量的輻射來(lái)掃描物體的至少一部分，該第二能量大于第一能量；探測(cè)以第一能量進(jìn)行掃描后的輻射；以及探測(cè)以第二能量進(jìn)行掃描后的輻射；以及第二檢查包括在以第二能量掃描物體的至少一部分之后，檢查緩發(fā)中子的存在。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括以第一和第二能量周期地掃描物體的不同部分，探測(cè)第一和第二掃描下的輻射，以及檢查緩發(fā)中子的探測(cè)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)以下步驟來(lái)確定是否存在可疑材料至少部分地根據(jù)在第一和第二能量下對(duì)物體的至少一部分執(zhí)行的掃描，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定原子序數(shù)的材料。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括計(jì)算在第一和第二能量下探測(cè)的輻射的函數(shù)；以及至少部分地根據(jù)該函數(shù)，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定原子序數(shù)的材料。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括計(jì)算在第一和第二能量下探測(cè)的輻射的比值；至少部分地根據(jù)該比值，來(lái)識(shí)別物體內(nèi)的材料；以及如果被識(shí)別的材料是可疑材料，則檢查緩發(fā)中子的探測(cè)。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，核材料包括钚、鈾-233、富含鈾-233的鈾和富含鈾-235的鈾中的至少一種。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一檢查包括手動(dòng)檢查物體的內(nèi)容。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一檢查包括掃描物體；產(chǎn)生圖像；以及分析圖像。16.一種檢查物體的內(nèi)容的方法，該方法包括確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定數(shù)的材料；以及，如果是這樣的話(huà)，通過(guò)以下步驟來(lái)確定該物體是否包含核材料用X射線(xiàn)掃描物體的至少一部分；以及檢查對(duì)由X射線(xiàn)與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的探測(cè)。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，包括用具有至少5.8MeV的輻射來(lái)掃描物體的至少一部分；以及檢查對(duì)由至少5.8MeV的X射線(xiàn)與物體的至少一部分相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的探測(cè)。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括用具有第一能量的第一輻射束掃描物體的第一部分；探測(cè)第一輻射束與第一部分相互作用后的第一輻射，其中，通過(guò)每個(gè)部分的第一輻射束的至少一部分在探測(cè)器上的投影定義了各個(gè)第一像素；用具有不同于第一能量的第二能量的第二輻射束來(lái)掃描物體的第二部分；探測(cè)第二輻射束與第二部分相互作用后的第二輻射，其中，通過(guò)每個(gè)部分的第二輻射束的至少一部分在探測(cè)器上的投影定義了各個(gè)第二像素；對(duì)對(duì)應(yīng)的第一和第二像素計(jì)算在第一和第二能量下探測(cè)的輻射的第一函數(shù)；將多個(gè)對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)分組為至少一組；根據(jù)該至少一組的每一個(gè)中的多個(gè)像素中的至少一些像素的第一函數(shù)，來(lái)計(jì)算第二函數(shù)以及至少部分地根據(jù)該至少一組的第二函數(shù)，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含具有大于預(yù)定原子序數(shù)的高原子序數(shù)的材料。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括在計(jì)算第二函數(shù)之前，將第一函數(shù)與至少部分地基于預(yù)定原子序數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行比較；其中，計(jì)算第二函數(shù)至少部分地基于滿(mǎn)足該準(zhǔn)則的第一函數(shù)。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括將對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)分組為具有預(yù)定大小的至少一個(gè)檢查窗；通過(guò)對(duì)檢查窗內(nèi)滿(mǎn)足準(zhǔn)則的第一函數(shù)的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)計(jì)算第二函數(shù)；以及將所計(jì)數(shù)的數(shù)與預(yù)定數(shù)進(jìn)行比較，以確定物體是否至少潛在地包含高原子序數(shù)的材料。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述預(yù)定數(shù)至少部分地基于預(yù)定的誤報(bào)率。22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括對(duì)滿(mǎn)足準(zhǔn)則的鄰接對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)分組為至少一個(gè)組；計(jì)算分組的面積以及將該面積和預(yù)定面積進(jìn)行比較，以確定物體是否至少潛在地包含高原子序數(shù)的材料。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述至少一個(gè)組定義至少一個(gè)矩陣，并且第二函數(shù)是平均值，該方法包括計(jì)算該至少一個(gè)矩陣內(nèi)的多個(gè)對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)的平均值；以及將該平均值與所述準(zhǔn)則進(jìn)行比較，以確定物體是否至少潛在地包含高原子序數(shù)的材料。24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，將第一函數(shù)與所述準(zhǔn)則進(jìn)行比較包括將第一函數(shù)與閾值進(jìn)行比較。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括至少部分地通過(guò)以下步驟來(lái)計(jì)算閾值用第一能量的第三輻射束來(lái)掃描包括原子序數(shù)等于預(yù)定原子序數(shù)的材料的第二物體的至少一部分；探測(cè)第三輻射束與第二物體的至少一部分相互作用后的第三輻射；用第二能量的第四輻射束來(lái)掃描第二物體的至少一部分；探測(cè)第四輻射束與第二物體的至少一部分相互作用后的第四輻射；以及計(jì)算在第三和第四能量下探測(cè)的輻射的第一函數(shù)。26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，包括掃描包括原子序數(shù)小于鉛原子序數(shù)的材料的第二物體的至少一部分。27.一種檢查物體的內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)X射線(xiàn)輻射源；第一探測(cè)器，用于探測(cè)與物體的至少一部分相互作用后來(lái)自該至少一個(gè)輻射源的輻射；第二探測(cè)器，用于探測(cè)對(duì)由所述至少一個(gè)X射線(xiàn)輻射源與物體的至少一部分相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子；連接到該第一和第二探測(cè)器的至少一個(gè)處理器，該至少一個(gè)處理器被編程為處理來(lái)自第一探測(cè)器的數(shù)據(jù)，以確定物體是否至少潛在地包含可疑材料；以及處理來(lái)自第二探測(cè)器的數(shù)據(jù)，以確定物體是否包含核材料。28.—種檢查物體的內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于以第一和第二X射線(xiàn)輻射能量掃描物體至少一部分的裝置，其中，第一輻射能量不同于第二輻射能量；用于探測(cè)與物體相互作用后第一和第二輻射下的輻射光子的裝置；用于探測(cè)由處于輻射能量中的至少之一下的X射線(xiàn)輻射與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的中子的裝置；用于至少部分地根據(jù)第一探測(cè)器在第一和第二能量下探測(cè)的輻射來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定原子序數(shù)的材料的裝置；以及用于至少部分地根據(jù)從用于探測(cè)中子的裝置接收到的數(shù)據(jù)來(lái)確定物體是否包含核材料的裝置。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中用于探測(cè)中子的裝置包括用于探測(cè)緩發(fā)中子的直o30.一種檢查物體的內(nèi)容的方法，該方法包括用第一輻射掃描物體的至少一部分；檢查對(duì)由第一輻射與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的探測(cè)；以及至少部分地基于對(duì)緩發(fā)中子的探測(cè)的檢查，確定物體是否包含核材料。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，還包括探測(cè)與物體相互作用后的第一輻射；分析所探測(cè)到的輻射，以識(shí)別可疑材料；以及只有所探測(cè)到的輻射指示存在可疑材料，則檢查對(duì)由所述輻射與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的探測(cè)。32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，包括用至少5.8MeV的輻射掃描物體的所述至少一部分。33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，在第一確定之后，所述方法包括用至少13MeV的第二輻射掃描物體的所述至少一部分；檢查對(duì)緩發(fā)中子的探測(cè)；以及至少部分地基于對(duì)緩發(fā)中子的探測(cè)的第二檢查，確定物體是否包含核材料。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，第一輻射和第二輻射的每一個(gè)包括X射線(xiàn)輻射。35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，第一輻射包括X射線(xiàn)輻射。36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，核材料包括钚、鈾-233、富含鈾-233的鈾和富含鈾-235的鈾中的至少一種。37.一種檢查物體的內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)輻射源；至少一個(gè)探測(cè)器，用于探測(cè)由來(lái)自所述至少一個(gè)輻射源的輻射與物體的至少一部分相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子；連接到所述至少一個(gè)探測(cè)器的至少一個(gè)處理器，該至少一個(gè)處理器被編程為處理來(lái)自所述至少一個(gè)探測(cè)器的數(shù)據(jù)以確定物體是否包含核材料。38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)輻射源被配置為產(chǎn)生至少5.8MeV的輻射。39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)輻射源被配置為產(chǎn)生至少13MeV的輻射。40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)輻射源中的至少一個(gè)包括X射線(xiàn)輻射源。41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)輻射源中的至少一個(gè)包括X射線(xiàn)輻射源。42.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置為確定所述核材料的身份。43.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)探測(cè)器包括位于所述物體周?chē)亩鄠€(gè)位置的多個(gè)探測(cè)器。44.一種檢查物體內(nèi)容的方法，該方法包括對(duì)物體進(jìn)行第一檢查；如果第一檢查指示存在可疑材料，則檢查緩發(fā)中子的探測(cè)；以及至少部分地根據(jù)對(duì)緩發(fā)中子探測(cè)的檢查，來(lái)確定物體是否包含核材料。45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，包括只有當(dāng)?shù)谝粰z查指示存在可疑材料時(shí)，才檢查緩發(fā)中子的探測(cè)。46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，包括在檢查緩發(fā)中子的探測(cè)之前用輻射掃描物體。47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中在第一檢查期間用輻射掃描物體。48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，包括在檢查緩發(fā)中子的探測(cè)之前，用至少5.8MeV的輻射來(lái)掃描物體的至少一部分。49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，進(jìn)一步包括用至少13MeV的第二輻射來(lái)掃描物體的至少一部分；檢查緩發(fā)中子的探測(cè)；以及至少部分地根據(jù)對(duì)緩發(fā)中子探測(cè)的第二檢查，來(lái)確定物體是否包含核材料。50.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，進(jìn)一步包括至少部分地根據(jù)緩發(fā)中子探測(cè)，來(lái)識(shí)別物體內(nèi)的核材料。51.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，進(jìn)一步包括用具有第一能量的輻射掃描物體的至少一部分；用具有至少5.8MeV的第二能量的輻射來(lái)掃描物體的至少一部分，該第二能量大于第一能量；探測(cè)以第一能量進(jìn)行掃描后的輻射；探測(cè)以第二能量進(jìn)行掃描后的輻射；以及在以第二能量掃描物體之后，檢查緩發(fā)中子的存在。52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，包括以第一和第二能量周期地掃描，探測(cè)第一和第二掃描下的輻射，以及檢查緩發(fā)中子的探測(cè)。53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，包括通過(guò)以下步驟來(lái)確定是否存在可疑材料至少部分地根據(jù)在第一和第二能量下對(duì)物體的至少一部分執(zhí)行的掃描，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定原子序數(shù)的材料。54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，進(jìn)一步包括計(jì)算在第一和第二能量下探測(cè)的輻射的函數(shù)；以及至少部分地根據(jù)該函數(shù)，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定原子序數(shù)的材料。55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，進(jìn)一步包括計(jì)算在第一和第二能量下探測(cè)的輻射的比值；至少部分地根據(jù)該比值，來(lái)識(shí)別物體內(nèi)的材料；以及如果被識(shí)別的材料是可疑材料，則檢查緩發(fā)中子的探測(cè)。56.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中，核材料是钚、鈾-233、富含鈾-233的鈾和富含鈾-235的鈾至少之一。57.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中第一檢查包括手動(dòng)檢查物體。58.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中，第一檢查包括掃描物體；產(chǎn)生圖像；以及分析圖像。59.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，還包括如果第一檢查指示存在可疑材料，則對(duì)物體進(jìn)行第二檢查，其中，該第二檢查包括用X射線(xiàn)掃描物體的至少一部分；以及檢查對(duì)由X射線(xiàn)與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的探測(cè)。60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，包括只有第一檢查指示存在可疑材料，才執(zhí)行第二檢查。61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中，在第一檢查和第二檢查期間用X射線(xiàn)掃描物體的至少一部分是相同的。62.一種檢查物體內(nèi)容的方法，該方法包括確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定數(shù)的材料；以及如果這樣的話(huà)，確定物體是否包含核材料。63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的方法，包括通過(guò)以下步驟來(lái)確定物體是否包含核材料用足夠的輻射來(lái)掃描物體，以促使在至少某些核材料中產(chǎn)生緩發(fā)中子；以及檢查緩發(fā)中子的探測(cè)。64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，包括用至少5.8MeV的輻射掃描物體。65.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，進(jìn)一步包括用第一能量的第一輻射束掃描物體的第一部分；探測(cè)第一輻射束與第一部分相互作用后的第一輻射，其中，通過(guò)每個(gè)部分的第一輻射束的至少一部分在探測(cè)器上的投影定義了各個(gè)第一像素；用不同于第一能量的第二能量的第二輻射束來(lái)掃描物體的第二部分；探測(cè)第二輻射束與第二部分相互作用后的第二輻射，其中，通過(guò)每個(gè)部分的第二輻射束的至少一部分在探測(cè)器上的投影定義了各個(gè)第二像素；對(duì)對(duì)應(yīng)的第一和第二像素計(jì)算在第一和第二能量下探測(cè)的輻射的第一函數(shù)；將多個(gè)對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)分組為至少一組；根據(jù)該至少一組中的多個(gè)像素的至少一些像素的第一函數(shù)，來(lái)計(jì)算第二函數(shù)；以及至少部分地根據(jù)該至少一組的第二函數(shù)，來(lái)確定物體是否至少潛在地包含具有比預(yù)定原子序數(shù)高的高原子序數(shù)的材料。66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，進(jìn)一步包括在計(jì)算第二函數(shù)之前，將第一函數(shù)與至少部分地基于預(yù)定原子序數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行比較；其中，計(jì)算第二函數(shù)至少部分地基于滿(mǎn)足該準(zhǔn)則的第一函數(shù)。67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，進(jìn)一步包括在計(jì)算第二函數(shù)之前，將第一函數(shù)和至少部分地基于預(yù)定原子序數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行比較；其中，計(jì)算第二函數(shù)至少部分地基于滿(mǎn)足該準(zhǔn)則的第一函數(shù)。68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，包括將對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)分組為具有預(yù)定大小的至少一個(gè)檢查窗；通過(guò)對(duì)檢查窗內(nèi)滿(mǎn)足準(zhǔn)則的第一函數(shù)的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)計(jì)算第二函數(shù)以及將所計(jì)數(shù)的數(shù)與預(yù)定數(shù)進(jìn)行比較，以確定物體是否至少潛在地包含高原子序數(shù)材料。69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中預(yù)定數(shù)至少部分地基于預(yù)定的誤報(bào)率。70.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，包括將滿(mǎn)足準(zhǔn)則的鄰接對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)分組成至少一個(gè)組；計(jì)算分組的面積；以及將該面積與預(yù)定面積進(jìn)行比較，以確定物體是否至少潛在地包含高原子序數(shù)材料。71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法，其中，至少一個(gè)分組定義至少一個(gè)矩陣、并且第二函數(shù)是平均值，該方法包括計(jì)算至少一個(gè)矩陣內(nèi)的多個(gè)對(duì)應(yīng)像素的第一函數(shù)的平均值；以及將該平均值與準(zhǔn)則進(jìn)行比較，以確定物體是否至少潛在地包含高原子序數(shù)材料。72.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中，將第一函數(shù)與準(zhǔn)則進(jìn)行比較包括將第一函數(shù)與閾值進(jìn)行比較。73.根據(jù)權(quán)利要求72所述的方法，進(jìn)一步包括至少部分地通過(guò)以下步驟來(lái)計(jì)算閾值用第一能量的第三輻射束來(lái)掃描包括原子序數(shù)等于預(yù)定原子序數(shù)的材料的第二物體的至少一部分；探測(cè)第三輻射束與第二物體至少一部分相互作用后的第三輻射；用第二能量的第四輻射束來(lái)掃描第二物體的至少一部分；探測(cè)第四輻射束與第二物體至少一部分相互作用后的第四輻射；以及計(jì)算在第三和第四能量下探測(cè)的輻射的第一函數(shù)。74.根據(jù)權(quán)利要求72所述的方法，包括掃描包括原子序數(shù)小于鉛原子序數(shù)的材料的第二物體的至少一部分。75.根據(jù)權(quán)利要求62所述的方法，包括通過(guò)下述方式確定物體是否包括核材料用X射線(xiàn)掃描物體的至少一部分；以及檢查對(duì)由X射線(xiàn)與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的探測(cè)。76.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，包括至少部分地基于第二函數(shù)，確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定原子序數(shù)的一類(lèi)材料中的材料。77.一種檢查物體內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)輻射源；第一探測(cè)器，用于探測(cè)與物體相互作用后來(lái)自該至少一個(gè)輻射源的輻射；第二探測(cè)器，用于探測(cè)中子；連接到該第一和第二探測(cè)器的至少一個(gè)處理器，該至少一個(gè)處理器被編程為處理來(lái)自第一探測(cè)器的數(shù)據(jù)，以確定物體是否至少潛在地包含可疑材料；以及處理來(lái)自第二探測(cè)器的數(shù)據(jù)，以確定物體是否包含核材料。78.一種檢查物體內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于以第一和第二輻射能量掃描物體至少一部分的裝置，其中，第一輻射能量不同于第二輻射能量；用于探測(cè)與物體相互作用后第一和第二輻射下的輻射光子的裝置；用于探測(cè)中子的裝置；用于至少部分地根據(jù)第一探測(cè)器在第一和第二能量下探測(cè)的輻射來(lái)確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定原子序數(shù)的材料的裝置；以及用于至少部分地根據(jù)從第二探測(cè)器收到的數(shù)據(jù)來(lái)確定物體是否包含核材料的裝置。79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的系統(tǒng)，其中用于掃描的裝置包括用于以第一輻射能量和第二輻射能量掃描的裝置；以及用于探測(cè)中子的裝置探測(cè)由所述輻射能量中的至少一種的X射線(xiàn)與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的中子。80.一種檢查物體的內(nèi)容的方法，該方法包括手動(dòng)地檢查物體的內(nèi)容；以及如果手動(dòng)檢查指示存在可疑材料，則用X射線(xiàn)掃描物體；檢查對(duì)緩發(fā)中子的探測(cè)；以及至少部分地基于對(duì)緩發(fā)中子的探測(cè)的檢查，確定物體是否包含核材料。81.—種檢查物體的內(nèi)容的方法，該方法包括用X射線(xiàn)掃描物體的至少一部分；檢查對(duì)由X射線(xiàn)與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的探測(cè)；以及至少部分地基于對(duì)緩發(fā)中子的探測(cè)的檢查，確定物體是否包含核材料。82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的方法，還包括探測(cè)X射線(xiàn)與物體的相互作用；分析所探測(cè)到的輻射，以確定可疑材料；以及只有所探測(cè)到的X射線(xiàn)指示存在可疑材料，則檢查對(duì)由X射線(xiàn)與物體的內(nèi)容相互作用而產(chǎn)生的緩發(fā)中子的探測(cè)。83.根據(jù)權(quán)利要求81所述的方法，其中，第二檢查包括用至少13MeV的第二輻射掃描物體的至少一部分；檢查對(duì)緩發(fā)中子的探測(cè)；以及至少部分地基于對(duì)緩發(fā)中子的探測(cè)的第二檢查，確定物體是否包含核材料。84.根據(jù)權(quán)利要求81所述的方法，其中，核材料是钚、鈾-233、富含鈾-233的鈾和富含鈾-235的鈾中的至少一種。85.一種用于檢查物體的內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于用第一能量的第一輻射束和與第一能量不同的第二能量的第二輻射束掃描物體的至少一部分的裝置；用于分別探測(cè)第一輻射束和第二輻射束與物體的至少一部分相互作用之后的第一輻射和第二輻射的裝置；用于計(jì)算在第一能量和第二能量下所探測(cè)到的輻射的第一函數(shù)的裝置；用于至少部分地基于第一函數(shù)的至少一些計(jì)算至少一個(gè)第二函數(shù)的裝置；以及用于確定物體是否至少潛在地包含一類(lèi)材料中的材料的裝置。86.一種檢查物體的內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)輻射源，用于分別用第一輻射能量的第一輻射束和第二輻射能量的第二輻射束來(lái)掃描物體的至少一部分，其中，第一輻射能量不同于第二輻射能量；至少一個(gè)探測(cè)器，該至少一個(gè)探測(cè)器被放置成探測(cè)與物體相互作用后第一輻射能量和第二輻射能量下的輻射；連接到探測(cè)器的至少一個(gè)處理器，該至少一個(gè)處理器被配置為計(jì)算在第一能量和第二能量下所探測(cè)的輻射的第一函數(shù)；至少部分地基于第一函數(shù)中的至少一些，計(jì)算至少一個(gè)第二函數(shù)；以及至少部分地基于至少一個(gè)第二函數(shù)，確定物體是否至少潛在地包含一類(lèi)材料中的材料。87.根據(jù)權(quán)利要求86所述的系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)處理器進(jìn)一步被編程為在計(jì)算第二函數(shù)之前，將第一函數(shù)與至少部分地基于預(yù)定原子序數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行比較；以及至少部分地根據(jù)滿(mǎn)足該準(zhǔn)則的第一函數(shù)來(lái)計(jì)算第二函數(shù)。88.根據(jù)權(quán)利要求86所述的系統(tǒng)，其中，處理器被配置為至少部分地基于第二函數(shù)，確定物體是否至少潛在地包含原子序數(shù)大于預(yù)定原子序數(shù)的一類(lèi)材料中的材料。全文摘要本發(fā)明涉及通過(guò)中子和緩發(fā)中子識(shí)別特定核材料的存在。在一個(gè)實(shí)施例中，檢查物體內(nèi)容的方法包括以第一和第二輻射能量掃描物體；探測(cè)第一和第二能量下的輻射；以及對(duì)對(duì)應(yīng)像素計(jì)算在第一和第二能量下探測(cè)的輻射的第一函數(shù)。像素是通過(guò)物體的輻射在探測(cè)器上的投影。對(duì)多個(gè)像素的第一函數(shù)分組，并分析該組的第二函數(shù)，以確定物體是否至少潛在地包含原子數(shù)大于預(yù)定原子數(shù)的高原子數(shù)材料?？梢詫⒌诙瘮?shù)和第三函數(shù)進(jìn)行比較，該第三函數(shù)可以是至少部分地基于具有預(yù)定原子數(shù)的材料的閾值?？梢蕴綔y(cè)緩發(fā)中子，以確定材料是否為核材料。也公開(kāi)了系統(tǒng)。文檔編號(hào)G01T1/00GK101833116SQ20101015660公開(kāi)日2010年9月15日申請(qǐng)日期2005年2月28日優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日發(fā)明者保羅·比約克爾霍爾姆,詹姆斯·E·克萊頓申請(qǐng)人:瓦潤(rùn)醫(yī)藥系統(tǒng)公司