[发明专利]利用来自光子引发裂变的高能瞬发中子来识别核材料存在的非侵入性方法

权利要求书

1.检测容器内包含锕系元素的材料存在的方法，包括：

a)定位所述容器，使得至少一个中子检测器以相对于光子束的第一角度观 测所述容器；

b)用光子束照射所述容器的至少一部分，所述光子束包括能量不大于第一 预定截止光子能量的光子；

c)在至少一个所述中子检测器中检测至少一些瞬发中子，所述瞬发中子通 过所述光子束与所述容器的至少一部分之间的相互作用产生；

d)针对多个所述测得的瞬发中子中的每个，确定所述测得瞬发中子的能量； 以及

e)基于至少一个所述测得瞬发中子的确定能量超过了预定的值，识别存在 于所述容器中的所述包含锕系元素的材料；

其中所述预定值为所述第一预定截止光子能量与在不易裂变重元素中通过 (□，n)过程产生中子的阈值能量之间的差。

2.权利要求1的方法，其中包括能量不大于所述第一预定截止光子能量的 光子的所述光子束为通过所述第一预定截止能量的电子产生的韧致辐射光子 束。

3.权利要求1的方法，其中包括能量不大于所述第一预定截止光子能量的 光子的所述光子束为单色光子束。

4.权利要求1的方法，其中确定所述测得瞬发中子的能量包括测量所述测 得瞬发中子的飞行时间。

5.权利要求1的方法，其中确定所述测得瞬发中子的能量包括分析沉积在 至少一个所述中子检测器中的能量。

6.权利要求1的方法，其中所述容器的位置使得至少两个中子检测器观测 所述容器，所述中子检测器从相对于所述光子束不同的角度来观测所述容器， 并且中子在至少两个所述中子检测器中检测，进一步包括：

f)确定在至少两个所述中子检测器中在预定的中子能量范围内的总中子产 量；以及

g)基于比较来自于相对所述光子束成不同角度观测所述容器的所述至少两 个中子检测器的所述总中子产量，来进行如下确定：如果总产量揭示中子各向 同性分布作为相对于所述光子束的角度的函数，则确定存在的锕系元素为奇偶 同位素；如果总产量揭示中子各向异性分布作为相对于所述光子束的角度的函 数，则确定存在的锕系元素为偶偶同位素。

7.权利要求1的方法，进一步包括：

f)对于相对于所述光子束成至少一个另一个的角度而言

i)移动至少一个所述中子检测器，使得所述移动的中子检测器从相对 于所述光子束的所述另一个角度观测所述容器；

ii)用包括能量不大于所述第一预定截止光子能量的光子的所述光子束 照亮所述容器的至少一部分；

iii)在所述至少一个移动的中子检测器中，检测由所述光子束与所述容 器的至少一部分之间的相互作用产生的至少一些中子；以及

iv)针对多个所述测得的中子中的每一个，确定所述测得的中子的能量；

g)对于相对于所述光子束的第一角，以及至少一个相对于所述光子束的另 外的角度，确定位于相对于所述光子束的所述角度处在所述至少一个移动的中 子检测器中在预定的中子能量范围内的总中子产量；以及

h)对于相对所述光子束的第一角，以及至少一个相对于所述光子束的另外 的角度，基于比较来自所述至少一个移动的中子检测器的所述总中子产量，进 行如下确定：如果总产量揭示中子各向同性分布作为相对于所述光子束的角度 的函数，则确定存在的锕系元素为奇偶同位素；如果总产量揭示中子各向异性 分布作为相对于所述光子束的角度的函数，则确定存在的锕系元素为偶偶同位 素。