[发明专利]用于在多能量X射线货物检查系统中对电子束的注入进行计时的方法和系统

说明书

提供用于生成多能量X射线脉冲的公开系统和方法的实施例。利用电子枪生成电子束并且在注入到加速结构之前进行调制，以至少在相应的射束电流时间曲线的过程中实现第一和第二指定的射束电流振幅。以指定的RF场振幅和指定的RF时间曲线对加速结构施加射频场。以这样的方式连续注入第一和第二指定的射束电流振幅，每个在指定的延迟之后，以至少在单个RF脉冲的过程期间实现在加速结构内加速的两种不同能量的电子。通过加速结构内的射频场对电子束进行加速，以产生撞击靶的加速电子用于生成轫致辐射X射线。

交叉引用

本申请依赖于2019年5月31日提交的题为“Method and System for Timing theInjections of Electron Beams in a Multi-Energy X-Ray Cargo Inspection System”的美国专利临时申请第62/855,713号的优先权。

本申请是于2019年6月14日提交的题为“Source for Intra-Pulse Multi-EnergyX-Ray Cargo Inspection”的美国专利申请第16/442,256号的部分继续申请，其是于2017年12月5日提交并且于2019年7月30日发布的题为“Source for Intra-Pulse Multi-Energy X-Ray Cargo Inspection”的美国专利第10,368,428号的继续申请，其进而是于2016年10月28日提交并且于2018年1月9日发布的同名的美国专利第9,867,271号的继续申请，其进而是于2015年5月14日提交的PCT/US15/30716的美国法典第35章第371(c)节国家阶段条目，其进而依赖于同名的并且于2014年5月16日提交的美国专利临时申请第61/994,484号。

技术领域

本发明整体涉及使用穿透辐射检查货物的系统和方法，并且更具体地，涉及基于在单个脉冲的过程期间改变入射辐射的能量和通量进行材料区分的系统和方法。

背景技术

材料的区分已经变成对安全检查系统的标准要求。用于货物和集装箱筛选的检查系统通常采用能够进行交织双能量操作的电子加速器，并且能够使用由不同的能谱表征的X射线的差动传输来区分不同原子序数的介入材料。如此处采用的，术语“交织能量”表示使用X射线脉冲流，其中，由不同的能谱表征连续的脉冲。已知用于材料区分的交织能量检查的应用，例如，由Ogorodnikov等人调查的处理技术、用于材料识别的4-10MeV双能量定制系统中的交织图像的处理、Phys.Rev.Special Topics—Accelerators and Beams第5卷104701(2002)以及其中所引用的参考文献，通过引用将其全部内容结合在此。轫致辐射光谱表征为其端点能量、由撞击X射线靶来生成X射线的电子能量限定。通过两种(或在某些情况下，多种)不同的能量对透射辐射的检查物体进行衰减而提供用于识别正在检查的材料类型的输入数据。

已知用于基于电子加速器生成交织能量的X射线的各种技术，诸如，例如，在题为“Device and Method for generating X-Rays Having Different Energy Levels andMaterial Discrimination System”的美国专利第7,646,851号以及题为“Interlacedmulti-energy radiation sources”的美国专利第8,604,723号中所描述的，通过引用将两者结合在此。因为它们与本说明书无关，所以除了出于货物检查的目的而凸显其缺陷之外，此处不对交织能量辐射的技术进行进一步讨论。

当采用交织X射线能量的来源时，材料区分功能伴随若干限制。使用在时间上分开的两个脉冲来产生一个检查数据点有效地降低了检查速度。而且，尽管双能量技术的基本假设在于通过两种能量来探测货物的同一区域，然而，必须牢记，货物与探头通常是相对运动的。由此，对于缓慢移动的货物，交织能量方法是唯一可行的。