Досмотровая рентгеновская техника

Не резкость изображения определяется явлением рассеяния и конечными размерами фокусного пятна трубки. Не резкость тем больше, чем ближе трубка к просвечиваемому объекту и чем дальше находится от объекта преобразователь рентгеновского изображения (экран). При просвечивании движущегося объекта на не резкость его изображения накладывается так называемая динамическая не резкость, обусловленная инерционностью элементов системы визуализации рентгеновского изображения. К плавным переходам интенсивности между соседними участками рентгеновского излучения (не резкости) может привести и сама внутренняя структура просвечиваемого объекта, толщина элементов которого может изменяться постепенно.

Яркость изображения - это отношение силы света элемента излучающей поверхности к площади проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения. Яркость изображения в значительной степени, кроме мощности источника рентгеновского излучения, зависит от свойств применяемых рентгеновских экранов и детекторов, которые характеризуются достаточно высокими параметрами энергетического выхода люминесценции, высоким уровнем поглощения и высоким коэффициентом спектрального соответствия глазу человека.

Разрешающая способность - это способность давать чёткие раздельные изображения двух близких друг к другу мелких объектов. Пределом разрешения называется наименьшее линейное (для досмотровой рентгеновской техники) или угловое расстояние между двумя объектами, начиная с которого их изображения сливаются. В практике принято оценивать величину разрешающей способности числом линий на 1мм, причём толщина линий равна толщине промежутков между ними.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДОСМОТРОВАЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ ТЕХНИКА, ПРИМЕНЯЕМАЯ В ТАМОЖЕННЫХ ОРГАНАХ

Рентгеновский контроль должен осуществляться на базе конвейерных

рентгенотелевизионных установок для досмотра багажа и ручной клади

(число установок выбирают  из расчета одна установка  на 1000 пассажиров

в сутки), переносных рентгеновских комплексов для углубленного досмотра

отдельных предметов багажа, ручной клади пассажиров и отдельных конс-

труктивных частей автотранспортных средств, а также рентгенотелевизион-

ных установок для контроля легковых автомашин и микроавтобусов в АПП.

На АПП при больших объемах грузоперевозок в отдельном сооружении

размещают специальную радиографическую или рентгеновскую технику, инс-

пекционно-досмотровые комплексы для досмотра крупногабаритных грузов

(автофургоны, контейнеры), которые  позволяют осуществлять контроль  со-

ответствия фактического содержимого объектов досмотра сведениям, заяв-

ленным в таможенной декларации, и одновременно выявлять незаконные вло-

жения.

Конвейерные рентгенотелевизионные установки должны размещаться в

залах таможенного контроля. Установка для контроля легковых автомобилей

и микроавтобусов размещается в специальном помещении (боксе), которое

обеспечивает полную радиационную безопасность для обслуживающего персо-

нала и окружающей природной среды.

При регулярном перемещении физическими лицами багажа и ручной кла-

ди, превышающих размеры досмотрового окна рентгеновского аппарата,

должны использоваться рентгеновские аппараты для контроля содержимого

средне-  и крупногабаритных грузов.  Дополнительно устанавливают стойку

для работы с подконтрольными лицами высотой 90-100 см и размером сто-

лешницы примерно 50x50 см.  В стойке должны быть не менее шести ячеек

(ящиков), для хранения  деклараций, банковских справок.

Требуемая площадь для размещения одной установки без учета накопи-

телей и проходов составляет:

- 9 кв.м (4,5х2) - для  контроля содержимого багажа  и ручной клади;

- 15 кв.м (5х3) - для  используемой при контроле средне- и крупно-

габаритных грузов.

Электропитание установок должно осуществляться от сети переменного

тока напряжением 220 В +/- 10%. Потребляемая мощность одной конвейерной

установки - 1,5 кВт, установки для контроля легковых автомашин и микро-

автобусов - 50 кВт.

 

 

Металлодетекторы

 

Система обнаружения оружия предназначена для обнаружения металли-

ческих предметов произвольной формы и ориентации, скрытых в одежде,

обуви или на теле физических лиц, пересекающих линию контроля.  В ка-

честве системы обнаружения металлических предметов могут использоваться

стационарные металлодетекторы, которые устанавливают в залах таможенно-

го контроля, а также портативные металлодетекторы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принципы построения досмотровой рентгеновской техники

 

 

 

С оперативно-технической точки зрения досмотровая рентгеновская техника должна удовлетворять следующим основным требованиям:

- обеспечивать возможность  однозначного обнаружения скрытых  вложений в контролируемых объектах;

- обеспечивать радиационную  безопасность обслуживающего персонала  и окружения;

- не оказывать воздействия  рентгеновского излучения на  продукты питания, лекарственные  препараты и фоточувствительные  материалы, находящиеся в объектах  контроля;

- обеспечивать достаточно  высокую производительность контроля;

- обеспечивать удобство  эксплуатации.

Анализ технических средств рентгеновского контроля, применяемых органами безопасности и таможенными службами ведущих капиталистических стран,  показывает,  что в настоящее время в практике их работы широко применяются рентгеноаппараты, основанные на двух основных принципах получения и регистрации рентгеновского изображения: флюороскопии и   сканирующего рентгеновского луча.

Рассмотрим принцип флюороскопического рентгеновского контроля. Он основан на свойствах рентгеновских лучей вызывать под их действием свечение (флюоресценцию) некоторых веществ. На Рис.2.3. представлена принципиальная схема флюороскопической установки непосредственного наблюдения (флюороскопа). 

 

 

Схема флюороскопического метода рентгеновского контроля

 

 

Рентгеновское излучение от источника проходит через контролируемый (просвечиваемый) предмет, преобразуется на специальном флюоресцентном экране в световой рельеф, соответствующий рентгеновскому изображению объекта (т.н. "теневое изображение"), через защитное стекло визуально воспринимается оператором.

Кроме флюороскопов непосредственного наблюдения принципиально могут применяться и другие схемы построения рентгеновских установок, использующих флюороскопический метод контроля. На Рис.2.4 и 2.5 представлены классификация и схемы построения флюороскопических рентгеновских установок. В этой группе флюороскопических рентгеновских аппаратов различают, кроме установок непосредственного наблюдения (вариант"а"), следующие:  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация флюороскопических рентгеновских установок 

 

Рисунок.2.4. 

 

- флюороскопы с электронно-оптическими  усилителями света (вариант "б"), обеспечивающими усиление яркости  видимого изображения;

- флюороскопы с электронно-оптическими  усилителями света и телевизионными  системами передачи рентгеновского  изображения (вариант "в");

- рентгенотелевизионные  флюороскопы (вариант"г").

Флюороскопы с применением телевизионных устройств в свою очередь подразделяются на установки, работающие с источником излучения в непрерывном и в импульсном режимах. Импульсные установки используют кратковременные серии рентгеновских импульсов, достаточных для запоминания "теневого" изображения в телевизионном блоке памяти, наблюдение которого производится уже после воздействия излучения. Мировой опыт и технические возможности однозначно показывают, что наиболее приемлемым и находящим применение в таможенной практике является вариант построения флюороскопов по рентгенотелевизионному принципу с импульсным источником рентгеновского излучения и блоком памяти (Рис. 2.5 "г"), об особенностях и достоинствах которого будет сказано ниже.

а)  - флюороскоп

б) - флюороскоп с усилителем света

в)    - флюороскоп с усилителем света и системой

г)    - рентгенотелевизионный флюороскоп

1     - источник рентгеновского излучения

2     - просвечиваемый объект

3     - рентгеновский экран

4     - оптические приборы переноса изображения

5     - электронно-оптический преобразователь

6     - блок формирования телевизионного сигнала изображения

7     - блок передачи телевизионного сигнала изображения

8     - видео-контрольное устройство (монитор)

9     - блок памяти

 

Одним из самых важных параметров рентгеноаппаратов является их чувствительность, определяемая в мировой практике как размеры уверенного обнаружения на экране устройства визуализации специального тест-объекта в виде эталонной медной проволочки определённого диаметра. Чувствительность флюороскопов определяется в основном двумя параметрами - интенсивностью излучения и эффективностью его регистрации рентгеновским экраном - и зависит от толщины и плотности контролируемого объекта. Чтобы обеспечить высокую яркость свечения экрана требуется достаточно высокая энергия рентгеновского источника, что не только оказывает существенное влияние на объект контроля, но и требует применения высокоэффективных средств защиты оператора и окружения от прямого и рассеянного рентгеновского излучения, а это в свою очередь влечёт за собой существенное увеличение весогабаритных параметров флюороскопов, практически выполнить которые применительно к таможенному контролю багажа и ручной клади не представляется возможным. Поэтому реально, флюороскопия вынуждена проводиться при сравнительно низких яркостях свечения существующих ныне экранов, к сожалению требующих длительной адаптации зрения и применения светозащитных тубусов или даже специальных кабин. Отказаться от светозащитных приспособлений позволяют рентгеноаппараты с электронно-оптическими усилителями (преобразователями) света (ЭОП). ЭОПы позволяют значительно уменьшить уровень лучевой нагрузки на контролируемый объект и снизить вес устройств радиационной защиты рентгеноаппарата. Одним из недостатков флюороскопов и флюороскопов с ЭОП является сравнительно незначительные размеры наблюдательных экранов (не более 0,6 - 0,7м).

В рентгенотелевизионных флюороскопах рентгеновское изображение контролируемого объекта преобразуется в видимое входным рентгеновским экраном и проецируется с помощью светосильной оптики на высокочувствительный фотокатод передающей телевизионной трубки. В ней изображение преобразуется в видеосигнал, который после обработки в блоке формирования телевизионного сигнала снова преобразуется в видимое изображение на телемониторе.

Применение телевизионных систем во флюороскопах позволяет создать сравнительно комфортные условия работы оператора, поскольку ему не приходится тратить время и испытывать неудобства, вызванные необходимостью адаптации зрения при использовании светозащитного тубуса или находиться в тёмной кабине в течение всего времени таможенного контроля.

Что касается применения во флюороскопах импульсных источников рентгеновского излучения в сочетании с блоками запоминания изображения, то их преимущества очевидны. Во-первых, оператор и окружение не подвергаются сравнительно длительному облучению, т.к.для формирования теневого изображения на мониторе аппарата достаточно длительности серии импульсов рентгеновского генератора в доли секунды. Во-вторых, оператор имеет возможность наблюдать изображение предмета столько времени, сколько нужно для идентификации содержимого объектов контроля, а также, используя электронные способы обработки, варьировать контрастность и масштабирование изображения и его отдельных элементов. Кроме этого, при импульсном режиме работы практически не успевает разрушиться светочувствительный слой бытовых фотокиноплёнок, которые могут находиться в контролируемом объекте, и тем самым не ущемляются права их владельцев.

Поясним принцип работы телевизионного блока памяти. При воздействии короткого рентгеновского импульса ТВ-камера воспринимает моментальное теневое изображение с флюоресцентного экрана и передаёт электрический сигнал в блок памяти, выполненный, например, на запоминающей электронно-лучевой трубке (ЗЭЛТ). Мишень ЗЭЛТ состоит из нескольких миллионов элементарных ёмкостей. Эти ёмкости заряжаются пропорционально числу электронов в записываемом луче, который синхронно с лучом в передающей трубке образует на мишени ЗЭЛТ растр. Затем блок памяти автоматически переключается в режим считывания. На этом этапе электронный луч, "развёртывая" мишень и взаимодействуя с электрическим полем заряженных элементарных ёмкостей мишени ЗЭЛТ, отдаёт часть электронов, пропорционально зарядам этих ёмкостей, на сигнальную пластину. Усиленный сигнал поступает на видео - контрольное  устройство, и изображение, многократно считываемое с мишени ЗЭЛТ, представляется оператору для визуализации. Именно применение ТВ-трубок с высокой чувствительностью позволяет снизить уровень экспозиционной дозы до величины безопасной для бытовых фотоплёнок, а также существенно снизить требования к радиационной защите и уменьшить вес установок.

Принцип работы рентгеноустановок, основанный на применении метода сканирующего рентгеновского луча можно продемонстрировать на схеме Рис.2.6.Неподвижный рентгеновский генератор (Re) с помощью специального коллимирующего устройства формирует узкий (около 1° по толщине) веерообразный пучок рентгеновских лучей, по вертикали имеющий угол около 60°. Рентгеновские лучи, прошедшие сквозь объект контроля с помощью специальной детекторной линейки, преобразуются в электрические сигналы, которые после соответствующей обработки в блоке обработки информации, записываются устройством цифровой видеопамяти, а затем поступают на видеоконтрольное устройство монитор, трансформирующее их в видимое изображение на телевизионном экране.