Исследование и разработка рентгеновского сканера для оперативного контроля и досмотра

• Автор: Федоровский, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил. + Прил.(95 с.: ил.)

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПУТИ РАЗВИТИЯ
РЕНТГЕНОВСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДОСМОТРА И ПОИСКА
1.1 Анализ состояния рентгеновского оборудования
для досмотра и поиска
1.2. Портативные рентгеновские комплексы для оперативного досмотра и поиска
1.3. Ручные изотопные сканеры для оперативного досмотра и поиска
1.4. Обоснование требований к рентгеновскому сканеру
Выводы
ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ СКАНЕРА НА РАССЕЯННОМ ИЗЛУЧЕНИИ
2.1. Моделируемая геометрия излучения сканера
2.2. Физические основы модели
2.3. Особенности программной реализации модели
2.4. Особенности моделирования детектирующей части сканера
Выводы
ГЛАВ АЗ. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КВАНТОВ
С ПРЕГРАДОЙ И СКРЫТЫМ ЗА НЕЙ ОБЪЕКТОМ
3.1. Исследование взаимодействия с преградами большой толщины
3.2. Исследование взаимодействия с тонкими преградами
3.3. Исследование поля излучения, рассеянного объектом, расположенным за преградой

3.4. Поле излучения рассеянных объектом и вылетевших из преграды квантов
3.5. Моделирование сканера в движении - апертурные функции
3.6. Оценочный расчет реакции сканера
Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПО СОЗДАНИЮ РЕНТГЕНОВСКОГО СКАНЕРА НА ОСНОВЕ МАЛОГАБАРИТНЫХ АППАРАТОВ И МЕТОДИК ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
4.1. Разработка рентгеновского аппарата
4.2. Разработка детектора рентгеновского сканера
4.3. Экспериментальные исследования по созданию ручного сканирующего устройства. Особенности конструкции
4.4. Исследования рентгеновского сканера на типовых объектах. Методики применения
4.5. Метрологическое обеспечение. Сертификационные испытания сканера «Ватсон» и рентгеновского аппарата «Модуль-50»
4.6. Результаты внедрения. Практическое развитие исследований
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы
Важнейшими составляющими деятельности, направленной на противодействие терроризму, является создание и широкомасштабное использование высокоэффективного антитеррористического оборудования. Затраты на закупку такого оборудования в экономически развитых странах растут ежегодно на десятки и сотни процентов. Это способствует постоянному совершенствованию оборудования в соответствии с развитием науки и техники, регулярному появлению новых технических средств.
В порядке приоритета при решении поисковых, досмотровых и специальных задач на первое место следует поставить оборудование, реализующее методы радиационной интроскопии ввиду их информативности, возможности быстрого получения результата обследования с высокой достоверностью. Эти методы позволяют эффективно решать не только антитеррористические задачи, но и целый ряд других задач оперативного контроля и досмотра: противодействие незаконному распространению
наркотических и психотропных веществ, защита информационных каналов, обеспечение безопасности объектов государственной охраны, предотвращение незаконного вывоза из - страны предметов, представляющих историческую, культурную и художественную ценность. Объектами досмотра могут быть контейнеры, автотранспорт, грузы, сумки, сувениры, стены, перекрытия, оргтехника, а предметами поиска - оружие, взрывные устройства, взрывчатые и наркотические вещества, предметы контрабанды, устройства съема информации и т.д.
Вместе с тем, несмотря на ряд фундаментальных работ в данной области, оперативный досмотр при одностороннем доступе конструктивно сложных объектов до настоящего времени остается одной из острых проблем для силовых подразделений, противодействующих терроризму. В связи с этим, разработка портативного рентгеновского сканера для проведения оперативного

Угол (ф]+г ф]) изменяется в диапазоне 0-2я и, следовательно, для его вычисления необходим учет квадрантов, в которые попало данное приращение угла.
Новая энергия кванта после рассеяния Ei+1 рассчитывается как:

- р (2.8)
1 н—- (l — cos щ)

Исходя из новой энергии кванта, рассчитываются массовые коэффициенты взаимодействия, и процесс моделирования продолжается аналогично.
2.3. Особенности программной реализации модели
Модель реализована в среде GUIDE пакета МатЛаб /53/ в векторной форме. На рис. 2.7 представлен пример интерфейса разработанной модели.
Далее иллюстративный материал к описанию модели представляет собой копии фрагментов данного интерфейса.
2.3.1. Модель источника
Моделирование вектора энергий Е осуществлялось, исходя из реального спектра рентгеновской трубки на основе уравнения:
R=F(E), (2.9)
где F(E) - функция распределения энергии в спектре,
R - здесь и далее вектор равномерно распределенных чисел в интервале
(0,1].
Все векторы R формируются каждый раз из новых последовательностей случайных чисел.
Рис. 2.8. иллюстрирует пример формирования вектора энергий квантов размерностью 106 строк.