第1章概述
大型集装箱检查系统借助于高能量的X射线的强大穿透能力，不经过开箱就可看到集装箱内装载的货物，适用于货运集装箱的快速检查，能发现暗藏于集装箱箱体上、货物中以及运载车辆上的违禁物品。

它的使用，不仅会带来巨大的社会效益和经济效益，也会大大降低海关人员的工作强度，有利于海关监管工作的进一步现代化。

大型集装箱检查系统是以辐射成像技术为核心，集电子技术、计算机技术、信息处理技术、控制技术、精密机械技术于一体的大型技术装备。

在它身上充分体现出了现代高科技装备的典型特点，就是机械、电子、计算机一体化。

而它有别于其它各类先进设备之处，就是其中所使用的辐射成像技术。

1.1辐射成像原理
1传统X射线成像技术
辐射成像，顾名思义，就是利用辐射源产生的放射线来对物体拍照。

我们最常接触到的辐射成像就是医用X光透视。

把它与我们日常生活中的普通摄影来相比，它们最大的差别是前者得到的是物体内部的图像，而后者得到的是物体表面的图像。

引起这种差别的根本原因就是所用的光线不同。

辐射成像中最常用的放射线就是X射线，也叫X光，它比普通光的波长短，能量高，穿透力强，但人眼感觉不到。

如果X射线能够百分之百穿透物体，我们也无法利用它拍到物体内部的图像。

所幸的是它在透过物体时会被吸收掉一部分，而吸收量的大小与物体的密度有关，所以我们才可以得到物体内部的图像。

由此可知，用X射线直接拍到的物体内部图像实际上是物体内部不同密度的物质的分布图像，请参见图1.-1。

图1.-1不同密度物资吸收X射线不同
传统的X射线成像与普通摄影所用的设备是相似的，
如光源、成像装置以及传递图像的媒介，请参见图1.-2。

它们之间只是光源、物体以及成像装置的相对位置有所不同。

图1.2a
传统照相技术
被摄物体
底片
照片
3
图1.2b 传统X 射线成像技术
2数字化X 射线成像技术
随着计算机和微电子技术的发展，越来越多的成像系统采用了数字化技术。

而数字化技术与传统技术的不同则在于图像首先被转化成了数字信号，数字信号可以通过磁盘、光盘或现代信息网络等媒介方便、快速地传递和复制，也可以通过计算机进行各种处理。

因此，数字化技术使得成像装置从以光学为主的系统演变成了以电子学为主的系统，见图1.3。

图1.3a
数字化照相技术
被摄物体
X 光照片
光被摄物
体数字相机
磁盘计算机/打印机
图1.3b 数字化X 射线成像技术
3扫描成像技术
大型集装箱检查系统的成像方式与普通的医用X 射线成像方式又有所不同，主要是因为所要成像的物体大小不同。

由于集装箱尺寸太大，无法实现一次成像，必须采用扫描成像技术，请参见图1.4。

在成像过程中集装箱相对于X 射线源（加速器）和成像装置(探测器)在进行不停地运动，X 射线从一条狭缝（准直器）中射出，穿过集装箱后再经另一条狭缝进入成像装置。

因此，成像装置每次只能获得集装箱的一列图像，随着集装箱的前进，一列列的图像最终组成一幅完整的集装箱透视图像。

成像过程中，要使被检集装箱相对于X 射线源(加速器)和成像装置(探测器)移动，需要设计一种特殊的装置使两者产生相对运动，这种特殊的装置称为扫描装置。

扫描装置的任务就是在扫描过程中使被检集装箱与射线源、成像设备产生快速稳定的相对运动。

产生相对运动的方式可分为两种：一是射线源不动，集装箱移动，如固定式集装箱检查系统，称为传送装置分系统；另一是集装箱不动，射线源移动，如车载
移动式和组合移动式集装箱检查系统，称为扫描装置分系统。

X 光管
计算机
5
图1.4扫描成像技术
1.2技术说明
数字化的辐射图像是由成像系统产生的。

辐射成像系统的目的是将人的肉眼看不到的详细图像信息转化为肉眼可见的图像。

在传统方法中，光成像系统是由光源、视觉信息感受器、视觉信号转换和传送设备组成。

与此相对应的，
一个典型的辐射数字
图象检查站
图象检查站
图象检查站
成像系统包括辐射源、辐射探测器、数据获取和传送设备以及图像处理设备（见图1.5）。

图1.5辐射数字成像系统
辐射源是用来产生X射线的装置。

常用的X射线源由X光机、放射性同位素、加速器等组成。

射线穿透被探测物体后被辐射探测器吸收。

常见的辐射探测器有气体电离探测器、固体闪烁探测器和半导体探测器几种。

探测器将接收到的射线转化为模拟电压信号或电流信号，然后通过数据传输设备将它们发送到数据获取系统。

数据获取系统通过一系列的预处理过程，负责将接收到的电信号转化为计算机可以识别的数字信号，而后将数字信号发送到图像处理系统。

作为一台通用的或专用的计算机，图像处理系统负责根据数据获取和传输设备的指令对输入数据进行处理，最后产生数字图像。

产生的图像可以显示在监视器上，也可以存储在数字存储单元上，供以后使用。

1.3辐射安全
X射线被发现已经有100多年了，它给人们带来的利益是十分巨大的。

但它和所有的射线一样，对被照射的人体可能会产生一定的伤害。

辐射安全所考虑的是如何使获得的利益达到最大，而对人员的影响限制到最小。

1辐射防护
辐射防护的原则是保证工作人员和公众所受到的辐射剂量低于相关规定的水平。

对于公众来说，应该尽量远离辐射源。

对于工作人员来说，也应该尽可能减少暴露在辐射线中的时间。

因为人们使用辐射源的经验已经很久了，所以已经建立了一些有效的辐射防护措施。

首先，将辐射区和非辐射区区分开来。

然后根据相关的条文规定对辐射区采取相应的防护措施。

然后，建立起适当的保护措施防止人员进入辐射区。

要建立安全连锁措施，避免在有人进入辐射区时，辐射源发出射线。

最后，要加强管理，包括制定相应的条文和规定、进行防护知识教育等。

这项工作要求有用户、厂商和政府的参与，并且要持之以恒。

2辐射对被检物品的影响
X射线照射物品可能产生的影响有两种，一种是对物品本身有影响，如使感光材料曝光；另一种是对物品将来的使用者有影响，如物品中产生了残留放射性。

实验表明，用于检查集装箱的这种能量的X射线对于胶卷、胶片、相纸并无任何影响。

原子核物理理论证明，能在一些物质中产生微量残留放射性的X射线其能量必须超过10兆电子伏特(MeV)。

因此，世界卫生组织(WHO)与国际原子能机构(IAEA)联合制定了对于装载食品集装箱X射线检测的推荐标准（Neuherberg/Munich,Federal Republic of Germany on13-17November1989），其中规定X射线能量低于10MeV，剂量当量小于0.5Sv。

标准中认为在这个条件下，食品用X射线辐照而产生的感生放射性已经不能够被检测到。

目前为止所有这类系统中所采用的X射线能量都不大于10MeV。

7。