[发明专利]快中子探测方法、物质识别方法及中子探测器

说明书

技术领域

本发明总的涉及利用X射线和中子进行安全检测的领域，更具体地涉及伴有X射线的快中子探测方法、利用光中子识别物质的方法、同时利用X射线和光中子识别物质的方法、以及中子探测器。

背景技术

随着经济和社会的发展，安全检测技术的应用范围越来越广，如地铁站、机场、银行、商场等，几乎随处可见。安全检测技术有很多种，其中利用加速器产生的光中子进行安全检测技术是一种已经得到了部分研究的技术，已经有人在利用光中子进行元素分析方面做了深入的工作——这种方法利用高能电子加速器产生的X射线轰击包括重水、铍等在内具有低光中子反应阈值的靶材来产生光中子，产生的光中子与被检测的物体中的某些核素发生反应，即可放出具有特征性的γ射线，通过分析γ射线的能谱构成，就能够对被检测物体的元素构成进行判断，从而达到物质识别的目的。这种方法具有能够识别元素种类的特别优点，不过它在成像质量方面效果较差，在与X射线图像相融合方面具有一定的不足。

因此出现了另外一种方案，利用X射线和光中子的具有不同衰减特性的透射信息来进行成像，同时能够得到X射线成像和中子透射成像两幅图像，通过对X射线衰减信息和中子衰减信息的融合，可以提高对被检测物体的识别能力。但是这种方案还处在原理阶段，要使之能够实现，必须解决一个问题：如何在X射线的强脉冲下实现对光中子的测量？因为光中子是伴随X射线产生的，虽然光中子转换靶起到一定的X射线屏蔽作用，但是进入中子探测器的X射线仍然是非常多，一般可以认为超过4个量级。尽管中子探测器可以选择对中子敏感的探测器，但由于X射线的数量过分地多，无论该探测器对X射线多么地不灵敏，一般情况仍是X射线在中子探测器中形成了巨大的信号，显著超过了中子探测器在其中形成的信号，这实际使得中子透射信息的获取无法完成。本发明就是要解决这个问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种快中子探测方法，该方法通过排除X射线对快中子测量的干扰，能够探测伴有X射线的快中子，从而能提高关于快中子的信息的准确性。

本发明的目的之二是提供利用光中子识别物质的方法，该方法能排除伴随光中子的X射线的干扰，因此能提高识别物质的能力。

本发明的目的之三是提供同时利用X射线和光中子识别物质的方法，以进一步提高识别物质的能力。

本发明的目的之四是提供能够检测伴有X射线的快中子的中子探测器，该中子探测器能够排除X射线对快中子测量的干扰，从而提高关于快中子的信息的准确性。

本发明的第一目的通过下列方案得以实现：一种快中子探测方法，用于探测伴有X射线的快中子，该方法包括步骤：使所述快中子通过中子慢化体以吸收X射线和将快中子慢化为热中子；和用热中子探测器探测热中子以获得关于快中子的信息。X射线在中子慢化体中经过数次碰撞之后就会被该慢化体吸收，而快中子则可以通过该慢化体并被慢化为热中子，由于X射线已不存在，这样探测热中子就不会受到X射线的干扰，从而能够提高关于快中子的信息的准确性。

作为本发明快中子探测方法的一个优选实施例，快中子在进入中子慢化体之前先经过热中子屏蔽体以屏蔽存在于环境中的散射热中子。

本发明的第二目的通过下列方案得以实现：一种利用光中子识别物质的方法，包括步骤：用X射线轰击光中子转换靶以产生光中子；引导所述光中子透射被检测物体；和用中子探测器探测穿过所述被检测物体的光中子；并且还包括：先引导穿过所述被检测物体的光中子进入中子慢化体以吸收伴随所述光中子的X射线和将所述光中子慢化为热中子；和再由所述中子探测器中的热中子探测器探测所述热中子以获得识别所述物质的中子透射衰减信息。