反冲电子
背散射的原理
电子
背散射X射线
荧光X射线
透射X射线 入射X射线 前散射X射线 热能
t
背散射的原理
康普顿背散射的优点
背散射X射线 • 背散射技术克服了在叠放物体的复杂背 荧光X射线 景中传统X光透射成像技术辨别能力低 的缺点。 透射X射线 • 对有效原子序数低，高密度的物质灵敏 入射X射线 度高，检测准确率高。 前散射X射线 • 辐射剂量小，对人体伤害小。 热能 • 操作简便，识图方便
反应截面 (b) 反应截面 (b)
水胶炸药 水胶炸药，Z=8.2 塑性炸药 塑性炸药,Z=7.4 RDX RDX,Z=7.4 TNT TNT,Z=7.1 PETN PETN,Z=7.4
2.1 12 1.9 1 1.8 1.7 0.5 1.6 0.6 11
水胶炸药，Z=8.2 塑性炸药,Z=7.4 RDX,Z=7.4 TNT,Z=7.1 PETN,Z=7.4 花,Z=7.0 衣服,Z=22 杂志,Z=7.4 电子产品,Z=35
…………
9 11 恐怖袭击 2001年9月11日上午 3201人死亡 6291人受伤
洛克比空难 1988年12月21日 270人罹难
7/7 伦敦爆炸案 2005年7月7日 52人死亡 伤者逾百
Bishopsgate bombing 1993年4月24日 1人死亡 44人受伤
为了保证旅客安全的到达目的地，市民在 人口密集的公共场所的安全，交通、城市管理部 Oklahoma City bombing 莫斯科地铁爆炸事件 孟买火车连环爆炸案 1995年4月 19日 2010年3月29日 2006年7月11日 门应该尽最大可能排除危险因素。 在众多恐怖袭击后，各国政府提高了对公共 168人死亡 40人死亡 190人死亡 680 多人受伤 过百人受伤 714人受伤 场所的安全的重视，并且加大安检力度。对高性 能，低危害的安检设备，系统的需求在不断扩大。
电子
t
理论分析结果
微分散射截面：
微分散射截面：
2.5
微分截面 (10-2b)
2.0
1.5
1.0
0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
散射角度 (度)
康普顿散射的反应截面：
康普顿散射截面和入射射线能量的关系
2.5 10 2.4 2 2.3 1.5 2.2
12•29俄罗斯伏尔加格勒火车站爆炸事件 2013年12月29日
18人死亡 50多人受伤
…………
爆炸物特征
形状
• 只能做辅助检查手段 • 炸药的形状不定
• 炸药的一种属性 • 视图化后图像模糊 • 最精确的判据 • 检测较困难
密度
组成元素
常见炸药及物品的元素组成
物质 H 水胶 炸药 塑性 炸药 RDX TNT PETN 花 衣服 杂志 电子 产品 1.2 1.5 1.8 1.7 1.8 0.25 1.0 0.8 0.2 8.2 7.4 7.3 7.1 7.4 7.0 22 7.4 35 9 28 29 2 28 6 47 51 34 C 12 16 14 33 17 44 29 26 26 元素比例 N 31 20 29 14 14 0 5 0 2 O 44 36 29 29 41 49 16 23 3 其他 4 0 0 0 0 0 3 0 35 打印机炸弹 2010 洛克比空难 1988 孟买爆炸案 1993 恐怖事件
Oklahoma City bombing 1995年4月19日
莫斯科地铁爆炸事件 2010年3月29日
孟买火车连环爆炸案 2006年7月11日
168人死亡 680 多人受伤
40人死亡 过百人受伤
190人死亡 714人受伤
12•29俄罗斯伏尔加格勒火车站爆炸事件 2013年12月29日
18人死亡 50多人受伤
康普顿背散射检测 炸药
孔维一 2010302033
意义
9 11 恐怖袭击 2001年9月11日上午 3201人死亡 6291人受伤
洛克比空难 1988年12月21日 270人罹难
7/7 伦敦爆炸案 2005年7月7日 52人死亡 伤者逾百
Bishopsgate bombing 1993年4月24日 1人死亡 44人受伤
康普顿背散射的安检结果
下一步要做的事情
利用康普顿背散射的技术特点开发符合实际需 要的安检机器人，移动安检车辆等。保护安检 人员及人民群众的安全。
thanks
End
1
入射射线能量 (MeV)
结果
• 康普顿效应散射射线的波长改变量不受入射射线的波长的影 响，散射的角度是其重要的影响因素，具体的说就是角度越 大，波长越长。 • 不同物质与放射线发生康普顿背散射的截面不同，同一种物 质和不同能量的放射线发生康普顿背散射的截面不同。 • 主要由于相干散射引起前散射不能表示物质的电子密度，又 前散射的信号比较微弱数据的噪音太大不易分析，而背散射 没有以上缺点，故选择背散射作为探测手段。 • 康普顿背散射安检机利用分布在放射源同侧的探测器接受被 检物的康普顿背散射信号的强弱，构建具有一定对比度的图 像，炸药这种低等效原子序数的物质有着比金属等高等效原 子序数更高的康普顿散射强度，在通过康普顿背散射安检机 时，背散射图像上会用高亮标出。
可行的理论
X光衰减
I I+dI
dx
d
现在使用X光安检机器存在的缺点： • 误查率普遍大于30% • 对炸药的敏感性较低 • 安检员需要进行超过100小时的专业培 训才能上岗。 • 行李包的里的物品繁杂，不易检测。 • X光透射只能成2D图像则所成像相互重 叠，辨识难度大。 • 成像的角度不一，增加辨识难度。
背散射可以 克服这些缺点。
对有效原子序数 低，高密度的物质 灵敏度高，检测准 确率高。 背散射技术克服了 在叠放物体的复杂 背景中传统X光透 射成像技术辨别能 力低的缺点。 辐射剂量小，对人 体伤害小。
康普顿背散 射有利于检 测炸药
康普顿背散射原理
康普顿散射的原理
X射线或伽马射线的光子跟物质相互 作用，因失去能量而导致波长变长的 现象。
入射射线能量 (MeV) 入射射线能量 (MeV) (MeV) 入射射线能量
0.7
0.8
0.9
1
在某单一能量上的康普顿散射截面
10
反应截面 (b)
1
水胶炸药，Z=8.2 塑性炸药,Z=7.4 RDX,Z=7.4 TNT,Z=7.1 PETN,Z=7.4 花,Z=7.0 衣服,Z=22 杂志,Z=7.4 电子产品,Z=35