[发明专利]用于借由中子探询检测核材料的方法以及有关检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过中子探询检测核材料的方法。本发明还涉及使用本发明的方法的用于检测核材料的系统。

背景技术

可通过传统的无源测量检测核材料，这假设在核材料和进行测量的检测器之间不存在构成防护屏的抗由核材料发射的中子和伽玛辐射的屏蔽。如果中子发射通过屏蔽被遮蔽，则有源中子探询系统必须被设想例如通过中子探询进行检测。

通过中子探询进行的核材料检测是通过诱发核材料中的裂变反应来进行的。每个裂变反应引起同时发射多个中子(通常4到5个中子)和伽玛辐射(通常6到8个伽玛光子)。同时检测由裂变反应产生的中子和伽玛辐射。核材料通过如下事实来与非核材料加以区别：该事实为，与非核材料的情况相比，更大量的中子和伽玛光子被同时发射。此外，由相关联的粒子技术实现的时间鉴别使由裂变粒子造成的同时性(coincidence)能够与由非核材料造成的同时性加以区分。

已知技术的中子和伽玛光子检测设备由布置在要被检查物体的周围的检测器组成。检测器被接近于彼此定位，以获取满意的检测效率。在检测期间出现的不便现象是不协和(diaphony)现象。不协和发生在当在第一检测器中检测到的中子或伽玛光子散射到邻近的检测器中而在邻近的检测器中其也被检测到时。由于检测到两个信号，其不对应于两个单独粒子，而对应于单个粒子，所以这引起错误的同时性。

用于解决不协和的问题的目前解决方案是：

-移动检测器进一步远离彼此，

-建立检测器之间的壁，或再次

-系统地拒绝两个邻近的检测器的同时性。

然而，这些方案有很多缺点。由于在有用的角覆盖方面的降低，所以进一步远离彼此地移动检测器降低了检测效率，这极大地影响检测高阶同时性的概率。建立检测器之间的壁也降低了有用的角覆盖，这是因为分离的壁不适用于检测。此外，这些壁增加了检测系统的尺寸和重量。最后，系统地拒绝两个邻近的检测器的同时性基本上损害了检测效率。

文献WO 2007/144589 A2公开了高能量辐射检测器和有关方法。检测器包括检测器像素的矩阵和读取电路组件，其收集由检测器像素检测到的电荷。

文献FR 2945631 A1公开了使用相关联的粒子管通过中子探询来分析物体的原理。

本发明的检测方法不具有以上提及的缺点。

发明内容

实际上，本发明涉及用于通过计数在物体的中子探询之后在持续时间ΔT内发生在物体内的事件来检测物体中的核材料的方法，其中，该方法包括通过相关联的粒子技术来检测同时发生的脉冲的多个步骤，并且其中，在从与相关联的粒子的检测时刻相关联的时间参考中测量的持续时间δT内进行通过相关联的粒子技术来检测同时发生的脉冲的步骤，其特征在于，针对每个同时发生的脉冲检测，其包括：

-识别检测同时发生的脉冲的至少一个检测器像素矩阵的检测器像素，

-检查至少三个同时发生的脉冲已经由三个不同的检测器像素检测到，并且如果是这样的话，

-在已经检测到同时发生的脉冲的像素中搜索邻近像素，

-如果邻近像素被识别，则以孤立像素和/或邻近像素组的形式对已经检测到同时发生的脉冲的像素进行分类，

-计数已经检测到同时发生的脉冲的孤立像素和/或邻近像素组，

-如果在计数孤立像素和/或邻近像素组的步骤中计数至少三个孤立像素和/或邻近像素组，则确认在持续时间δT期间发生的事件，

并且针对所有发生的同时检测，其包括：

-计数在从时间参考计数的时间阈值之上发生的确认事件的数量，

-确定在时间阈值之上检测到的散粒噪声，

-根据散粒噪声来计算报警阈值，

-基于计数步骤中计数的确认事件的数量与报警阈值的比较来确定物体中的核材料的存在或不存在的信号的步骤，并且

-计算反应与核材料的存在或不存在的信号相关联的置信速率的概率。

根据本发明的附加特征，在时间阈值之上检测到的散粒噪声从在时间阈值之上发生的确认事件的数量中被减去，使得物体中的核材料的存在或不存在的信号的确定由减去散粒噪声的、计数步骤中计数的确认事件的数量与报警阈值的比较来产生。

根据本发明的另一附加特征，计数在从时间参考计数的时间阈值之上发生的确认事件的步骤是形成柱状图的步骤。