搜索热:X12Ni5 磁记忆检测
扫一扫 加微信
首页 > 科研探索 > 科学研究 > 消息正文
首页 > 科研探索 > 科学研究 > 消息正文
拆弹部队的福音:利用中子无损检测爆炸装置
发布:kittyll   时间:2016/1/15 17:25:46   阅读:737 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

图片来源:网络

当今地面部队所面临的最大威胁便是简易爆炸装置(IED)。而用于检测这些设备的方法技术含量低、危险性大并且耗时,其往往依赖于视觉识别或爆炸物嗅探犬。因此,美国军方急于找到一种可靠的技术,可以远距离检测到这些爆炸设备,在地面部队到达IED区域位置之前就发出警告。
 
任何有效的解决方案都必须是便携、可靠、耐用,同时又能在相隔较大距离时保持极度敏感。过去,人们已经尝试过一种基于中子的爆炸物检测技术。然而,由于中子源强度相对较弱,其间隔检测的距离被限制在一米或更小范围。

然而,莫诺纳菲尼克斯核实验室(PNL)开发的一种以高压、核聚变为基础的粒子加速器技术,将这种相隔距离扩展到了30米,且精度非常高。如果广泛应用这种技术,将会拯救成千上万军民的生命。
 
NEMESIS利用中子来检测隐藏的爆炸物  图片来源:菲尼克斯核实验室

工作原理
 
相较于传统基于加速器的中子发生器,该技术是基于一个强度要高1000倍的中子发生器。 这是通过加在300000伏特的情况下催化氘成气态靶以产生核聚变反应来实现的。
 
“其主要功能包括基于微波的电子回旋加速器共振(ECR)离子源、静电加速器以及差压泵送系统,该系统使用了多个气体汲取技术,”菲尼克斯核实验室的总负责人Ross Radel如是说。
 

把大量放射尘播入大气层的中子发生器  图片来源:菲尼克斯核实验室

开发人员将该装置称为NEMESIS(中子发射移动爆炸物检测和识别系统),其能够恒稳定产生中子,速度高达每秒1014个中子。宽能源谱能够测定所有关键的核元素:氮、氢、氧、碳、硅和铁。
 
使用强中子源解决了中子发生器当前面临的许多挑战,例如对硅的假阳性反应、在潮湿的土壤条件以及在氮气环境下的检测。
 
中子时间特性和活性背景能够促使更有效的多层决策,从操作上来说,在相关时间架构中,其检测成功率大于95%,而误测率小于5%。
 

当中子击中氮时,它会发出高能量伽马射线  图片来源:菲尼克斯核实验室
 
高通量中子发生器安装到车队的第一辆车上,以行驶方向发散出脉冲中子束。当中子束与隐藏的IED交互时,IED中的爆炸物质就会发出特有的辐射信号,而领头车辆会检测到这一信号。爆炸物质具有一个独特的,与其他材料差异明显的化学组合物(特别是高浓度的氮和氧)。当中子击中氮时,它就会发出简易辐射探测器能够检测到的高能量伽马射线。对这些伽马射线的检测就是对IED的识别。
 
“因为NEMESIS直接检测爆炸材料本身,而不是对炸弹金属组件进行检测,因此那些不是以金属、电线或电子触发机制制成的炸弹,NEMESIS都能够轻易地检测到。”Radel说道,“这项技术对于那些自制的、基于复合肥料制成的炸药检测同样有效,因为这项技术是针对先进的军用炸药的。”
 
未来展望
 
这种技术同样能够检测特殊的核材料(SNM),如可以用于制造核武器的铀-235或钚。针对SNM的被动式检测技术效果并不理想,因为裂变材料是弱放射性的,很容易受到屏蔽。然而,当使用中子进行轰击时,裂变材料会发散出强烈的脉冲中子和伽马射线,这意味着NEMESIS可以容易地对其进行检测。
 
“我们都知道通过X射线扫描仪,可能会无法检测出某些特定类型的简易爆炸装置。”Radel说道,“我们系统的优点是其可以检测到非常规的爆炸物,如现有的安全体系结构可能无法捕捉到的自制炸药。”
 
菲尼克斯核实验室还将其核中子发生器技术应用于其它领域中,如中子照相(对常规X射线照相的模拟),以及在军事、航天和复合材料部件中质量保证程序的应用。SHINE Medical Technologies也使用核中子发生器来生产医用同位素。Radel同样希望利用该技术来执行人道主义的使命,如每年要杀死15000至20000人的扫雷任务。
 
译自:asme
来源:材料与测试
译者:兔子小光

凡本网注明"来源:材料与测试"的所有作品,版权均属于材料与测试网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式用于商业用途。如仅以传播信息为目的转载、摘编,请注明"来源:材料与测试网"。违者本网将追究相关法律责任。
相关信息
   标题 相关频次
 “狗鼻子”探测器:让警犬面临下岗
 3
 1+1=2?超声波设备+探头的组合性能如何测?
 3
 Micro-CT:3D打印定制医疗植入物的质量保证解决方案
 3
 比X射线更安全的三维微波摄像机来啦!
 3
 必读好文:深度解析磁粉检测中的常见问题
 3
 超声波和其他无损检测到底对人体有害吗?
 3
 超声波化身“追风少年”:降低风能成本出新招
 3
 超声共振无损检测技术:破坏性测试材料力学性能的终结者
 3
 超声检测好帮手AVG曲线的绘制
 3
 超声检测技术逐步降低了腐蚀带来的惊人成本
 3
 超声检测十大常见缺陷定性宝典
 3
 超声无损测量镍合金压力容器中的焊接残余应力
 3
 穿墙超人来了:轻松穿透混凝土发现其中钢结构早期腐蚀的无损检测新方法
 3
 传统X射线照相技术“老”了吗?
 3
 磁粉检测面面观
 3
 磁粉检测之如何最大限度的检出缺陷
 3
 磁粉检测中最容易被忽略的细节
 3
 对于球墨铸铁,超声波表示这样检测很轻松!
 3
 高能X射线为铸铁行业提供一种低成本优化方法
 3
 工业4.0对无损检测行业带来的巨变
 3
 工业X射线计算机断层扫描技术:从实验室到生产车间的华丽转身
 3
 工业视频内窥镜的发展新趋势
 3
 关于工业CT扫描的那些事
 3
 管道腐蚀无损检测:保温层神马的都是浮云
 3
 红外成像技术促进增材制造技术的进步
 3
 红外热成像:不只是一张美丽的图片
 3
 计算机断层扫描技术:由内至外、无损高效
 3
 金属棒材和管材的质量安全卫士——超声无损检测技术
 3
 看美国橡树岭实验室如何将焊接检测技术商业化
 3
 科技的进步、3D打印的兴起是否会使无损检测变得更加复杂、更加困难?
 3
 快速计算机断层扫描技术帮助实现高压压铸中的三维进程控制
 3
 快速检测二维材料的光电合一无损新方法
 3
 美国空军基地维修中队平时是这样进行无损检测的
 3
 美国无损检测行业薪酬趋势报告
 3
 美军首创用于结构健康监测的光纤激光传感器
 3
 你知道世界上最快的汽车是如何进行无损检测及状态监控的?
 3
 缺陷等着瞧:我没有透视眼,但我有工业视频内窥镜!
 3
 缺陷检测的现在与未来
 3
 如何选择最可靠的磁粉探伤操作方法
 3
 入门扫盲班开课啦:磁粉检测与涡流检测的区别在哪里?
 3
 三员无损检测大将 完美保障焊接质量
 3
 射线检测不再是工科生的专属:体积X射线成像技术用于人文社科教学同样出彩
 3
 射线检测之底片暗室处理要点
 3
 声波检测——超声波检测的兄弟来啦!
 3
 是哪种无损检测技术吸引了波音公司?还为她新建了实验室?
 3
 四大因素促使工业CT扫描技术在制造业中“一飞冲天”
 3
 太赫兹波+CT:防弹复合材料无损检测黄金搭档
 3
 太赫兹技术:向艺术赝品说不!
 3
 太赫兹无损检测技术已驱成熟
 3
 通过电成像新技术成功追踪到混凝土结构中的水
 3