X-ray背散射成像技术在公共安全领域的应用探讨

周维全

【摘要】 X-ray背散射成像技术是上个世纪八十年代末发展起来的一种射线检测新技术。在短短的十几年时间里发展很快，本文是想通过其以X-ray透视成像技术的比较，来探讨X-ray背散射成像技术在公共安全检查方面如：炸药、毒品、部分非金属材料组成的枪械、及其他走私人员、物品等的探测。

【关键词】 X-ray背散射成像 炸药 毒品探测 刑事侦查

一、前言

随着社会的发展人员的大量流动，以及由于政治或经济利益的原因造成的社会不安定因素也日益增多。人们文化水平的提高的同时，也带来了大量的高智商犯罪，犯罪手法更隐蔽，对社会的危害更大。恐怖袭击和能产生暴利的毒品走私目前在许多国家不但没有消停的迹象，反而有象“瘟疫”一样蔓延的趋势。这对世界各国如何维护社会公共安全提出了更高的要求。安全高效的检查手段是目前各国的安全部门都在研究探讨的重要议题。将传统的材料无损检测方法应用于安检是目前采用最多也最有效的方法之一。射线检测技术具有成像直观，图象数字化处理后便于保存和传输。近年来随着射线检测技术的不断提高，和检测方法的不断更新，使得应用射线检测技术的能力和范围有了较大的提高。因此采用射线检测技术是目前机场、口岸、重要活动场所安全检查最直接最有效的的方法之一。

二、X-ray透视成像技术

X-ray透视成像的特点是由一侧光源发射X射线，射线穿透物体后由另一端接收，根据不同物质对X射线的吸收程度的不同而实时成像的技术。射线实时成像技术（RTR技术）是随着成像物体的变动图象迅速改变的电子学成像方法，它与胶片射线照相技术几乎是同时发展起来的。与胶片射线照相技术相比，实时成像无须胶片的暗室处理，缩短了时间，体现了其在检测的实时性和对暴光时间的宽容性方面具有很大的优越性。RTR技术现以广泛的应用于航空、航天、防务、教育、安检、医学等领域。目前在用的射线成像实时检测系统主要有三种：（1）工业生产用的射线实时成像检测系统；（2）主要用于电子元器件、生物学样品和小工件检测的微焦点射线实时成像检测系统；（3）用于机场、码头、车站及海关的物品检查的阵列射线实时成像检测系统。射线实时成像系统的发展很快，由具有较高分辨率和较大的动态范围的基于非晶硅的大面积成像板构成的射线实时成像检测系统，和具有高检出灵敏度的扫描X射线源实时成像检测系统正成为新的研究热点。

2.1 X-ray背散射成像技术

X-ray背散射成像技术也称康普顿背散射成像（CST）检测技术。该检测技术是在80年代末发展起来的一种新技术。它具有以下的的技术特点：（1）单侧非接触式，不受被检测对象几何尺寸的限制。利用CST检测装置，只需在被测物体的的单侧放置射线源和探测器即可对被测物体进行检测。因此可以检测透射式系统不能检测的大型物件如：汽车、大型集装箱等，并可以进行移动检测；（2）灵敏度高，尤其是对于低X射线吸收系数材料的检测，如：毒品、炸药等；（3）快速三维成像，一次扫描可以获得深度方向的三维成像的数据。该技术适合于检测铝合金、塑料、复合材料等原子序数较低的材料和物体，对低密度材料的检测将获得比透视成像更高的对比度。特别是当检测物体表面型状复杂的物体时比一般的透射式检测具有更好的检测效果。（CST）检测技术对大型物体的的探测检查具有目前其它技术所所难以替代的优势。X-ray背散射成像（CST）检测技术能够解决其他无损检测技术手段不能解决的技术难题，因此在国外航空、航天、安全防务、教育、医学、材料学研究等领域得到了广泛的研究和逐步的应用。在国内，由于缺少相关的技术设备，此项技术的研究和实际应用尚处于探索性研究阶段。

三、X-射线透视成像和X-射线背散射成像图像的比较

X-射线透视成像的特点：X-射线穿透能力强，可以看到内在的物体，对金属类造型的物体成像较清晰，但是对非金属类如用工程塑料或陶瓷和金属组合成的枪械其整体成像清晰度就较差，对非金属物体缺乏层次感，图象的物质信息有限。X-射线背散射成像的特点：是检测布局方便，可对大型物体全方位扫描，对非金属类造型的物体成像清晰、有层次感。丰富的物质信息有助于物体的识别和部分物质成分的分析。

四、结论

从以上的比较可以看出做为材料分析新的检测技术X-射线背散射成像技术，由于其所具有独特的单侧非接触式射线成像、高灵敏度、和三维立体成像图象层次感强，信息丰富等的特点，使其不但在航空、航天、防务、材料、医学等方面检测和机场、港口、边界口岸等行李货物的安全检查具有很好的应用前景，而且在对特定的如汽车炸弹、毒品、人质等的刑事侦察，及抢险救灾中生命探测也具有很高的应用价值。

参 考 文 献

[1]杨宝刚等人，宇航材料工艺 ，2004年第2期：26-28

[2]王仲生，无损检测诊断现场实用技术，北京：机械工业出版社，2002：280

[3]朱晓峰，提供国外X-ray背散射成像试验图片