辐射探测技术在安全及反恐方面的应用

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1、辐射探测技术在安全反恐方面的应用山大2013暑期学校基本内容一、核反恐相关背景知识二、美国第二防线计划（SLD）三、国际相关标准按实施载体对恐怖主义分类核威胁极端恐怖主义所采用大规模杀伤性武器包括核武器、生物战剂和化学战剂，其中核武器是最具破坏性，也最为人们恐惧的恐怖主义手段。单就核威胁的实现形式而言，除了采用核武器以外，还有各种以“脏弹”形式存在的有害核放射性物件（RadiologicalDispersalDevice），其威胁更具隐蔽性。主要核威胁种类武器级核材料脏弹：常规炸弹+核物质孤源非有意沾染的放射性物质1993年2001年核走

2、私事件统计核威胁电脑模拟图：华盛顿遭核弹袭击后的场景图片：核武器及其器件照片：“脏弹”历史上的武器级核原料走私事件恐怖事件不断活动区域广泛放射源种类放射性物质从运用领域上一般分为三类：特殊性核物质、医疗及工业用放射源、天然放射性物质。放射性物质特殊性核材料医疗、工业放射源天然放射性物质放射性物质清单（一）放射性物质清单（二）放射性物质清单（三）核武器（NW）核材料（SNM）U(铀）：99.3%U238;0.7%U235HEU：20%U235Pu（钚）WGP：93%Pu239核武器26KgHEU,5KgWGPu体积：11cm3;6cm3放射

3、源需要探测的物质SNM的特征原子序数Z和密度，Z=92，94，ρ=19.05g/ccX射线的阻止本领很高（吸收和散射）半衰期：Pu24000年；U700M年辐射产物：γ:6-10/fissionn：2-3n/fission1-2MeV60000n/skg(Pu);3/sKg(U)辐射γ能谱:中子或高能γ使SNM发生裂变并产生滞后X和n辐射铀和钚都有特征GAMMA能谱90%U235的γ谱及其本底，1kg,2400sWDPu的γ谱及其本底1kg,2400s90%U235的γ谱及其本底，1kg,2400s、PVT探测器不同探测器测量Pu239的

4、γ谱探测PO239的特征GAMMA谱侦测工作的三大组成部分目标-得到SNM的辐射特征侦测工作三部分：探测：得到数据-γ和n转换为电脉冲三种探测器：闪烁体；半导体；He3管密度的探测：高能γ的吸收或散射算法：将测量数据变成有用的信息操作理念：CONOPS（conceptofoperation)对信息反应的操作GAMMA探测和鉴别仅探测辐射一定的分辨率能辨别同位素好的分辨率精确地辨别同位素通过裂变辐射的γ谱辨别同位素通过成像给出γ的来源三个特性：探测效率：记录信号的能力谱的分辨率：分辨谱中峰的尖锐程度信号噪声比：区别真信号后噪声（辐射本底）现

5、行探测技术辐射剂量报警系统（Pagers）入口（门式）辐射监测系统（PVT）同位素辨别装置（手持HPGe）辐射成像系统（高能γ集装箱检查）当射线与试样碰撞时生成阴阳两种离子。纵向有一个电场。不同样品物质离子的极性不同，迁移率到达收集器的漂移时间也不同，依据离子的极性和漂移时间对被检测样品做出分析。拉曼光谱是一种散射光谱。对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子研究结构的一种分析方法。双能扫描系统RM检测系统先进的探测技术NewScintillationmaterialGamma-raySpectrum

6、AnalysisApplicationusingMultipleAlgorithmsCAARS:low-riskdual-energyradiographysystem&Higher-riskdual-energyradiographysystem;UsingbackscatteredX-raytodetectDensematerialMuonTomographyScanningCargoorSNMwithNuclearResonanceFluorescenceDetectSNMataDistanceDetectSNMsingmono-e

7、nergyγbeam分辨率不断提高的CS137GAMMA能谱测量CZT探测器各种探测器的探测效率和能量分辨新型闪烁材料SrI2碘化锶晶体–Veryhighlightoutput;goodenergyresolution;inexpensivetoscaleuptolargedetectors.Semiconductor:TlBr溴化铊–Asgoodascurrentroomtemperaturedetectormaterials;canbegrowntomuchlargersizethancurrentsemiconductordetec

8、tormaterialsNano-compsitescintillatorsCAARS双能辐射成像技术X-RAY反散射技术不同元素对不同能量gamma的背散射利用gamma的背散射辨别高Z物质