专利名称：用于辐射扫描的低中子发射的x射线辐射源的利记博彩app
技术领域：
x射线辐射源，并且更具体地，用于对物体进行辐射扫描 的、低中子发射的x射线辐射源。
背景技术：
根据本发明的另一实施例，公开了一种辐射源，其包括 外壳和外壳内的加速腔。该加速腔在使用期间具有大于鴒的最低中子 产生阈值的峰值加速能量。带电粒子源由外壳支撑以向加速腔内发射 带电粒子。靶由外壳支撑，并位于加速腔的下游。峰值加速能量也可 以大于钼或钽的最低中子产生阈值。峰值加速能量可以大于大约6.2 MeV、 6.8 MeV或7.7 MeV。在准直器实施例中，准直器^皮耦合到外 壳，并接近靶材料，并且准直器包括至少一种具有大于峰值加速能量 的中子产生阈值的同位素。在靶遮蔽体实施例中，靶遮蔽体围绕至少 一部分乾，并且靶遮蔽体包括至少一种具有大于峰值加速能量的中子产生阈值的同位素。如在此所使用的，术语"大约"涉及由于舍入规则和通常 的测量能力引起的差异；术语"至少之一"意味着"下列中的任何一个
或多个"；术语"基本上由......构成，，意味着可以包括在源的峰值加速
能量下不产生中子的其它材料的同位素；而术语"峰值加速能量"意味
着"最大，，加速能量。
图3是根据本发明实施例的制造无中子产生的X射线辐 射源的方法示例；如在本领域中众所周知的，对于金属(包括低原子序数金
属)的每种同位素的中子产生阈值可以根据下列等式计算
阈值(MeV)=(质量过剩(Z, A-l) +中子质量过剩) -质量过剩(Z， A)围绕靶组件317提供乾组件遮蔽体324以削弱在垂直于 电子束的方向上以及在靶之后X射线辐射从靶315的逸出。靶组件遮 蔽体324包括围绕靶组件317的柱状形式的铜的第一靶组件遮蔽部分 326以及在靼组件317后的鴒的第二乾组件遮蔽部分328。在本示例 中，第一耙组件遮蔽部分326包括铜的十分之一值层("TVL")，其 足以将X射线辐射削弱10%。也可提供不同材料的附加部分。如上所示，由靶315朝向铜的第一靶组件遮蔽体326发 射的X射线辐射的大约10%将被铜遮蔽体的TVL吸收。由于以上讨 论的相同原因，将不产生中子。穿过靶组件遮蔽体326的大量辐射被 铅外壳310和钨的第二靶组件遮蔽体328吸收。可允许少量的逸漏。 尽管具有小于辐射的峰值能量的中子产生阈值的铅和钨可产生中子， 但是X射线辐射是如此的弱，所以中子产生将较低，与靶和遮蔽体都 是鴒、钽或铅的情况相比，中子产生要少得多。此外，被发射到靶315 背后的辐射比被发射到靶前向的辐射强度低很多。如上所讨论的，当 铜而不是鴒可以用在背后的靶组件遮蔽体时，要求更多的铜来实现与 鵠相同的遮蔽效果。取决于允许的空间可实现直到100%的中子产生 的全面降低。应该注意，由于X射线头300的i殳计，可以不需要诸如 图1中的外壳遮蔽体182的外壳遮蔽体来遮蔽在靶315后的方向上发 射的X射线辐射，这是因为X射线头300提供了足够的遮蔽。如以 上所讨论的，加速器设计也可避免了对于遮蔽杂散电子的外壳遮蔽体 的需要。例如，如果使用外壳遮蔽体，其也可以是诸如铜之类的合适 的低Z材料。此外，如果在特定应用中需要，也可提供诸如铜之类的 低Z材料和诸如钨之类的高Z材料的组合。根据本发明实施例的辐射源可被用在根据本发明的另一 实施例的诸如图8描述的货物扫描系统500的辐射检查系统。例如可 类似于图1的源100和/或可包括图4-6的X射线头300的X射线源 502被示出在货运容器504的一侧。货运容器504可以是具有约6-9 英尺(1.8-2.7米)的宽度的标准货运容器或其它尺寸的货运容器。本 发明实施例的源和系统对于具有5英尺(1.5米)或更厚的厚度的货 运容器特别有用，这是因为要求较高能量的辐射束来穿透该厚度。例 如，源的峰值加速能量可以是至少大约6.2 MeV、至少大约6.7 MeV 或至少大约7.7 MeV以才艮据该配置分别产生具有至少约6.2 MeV、 6.7 MeV或7.7 MeV的峰值(最大)能量的辐射。例如，峰值加速能量 可以是大约9MeV。
的最低中子产生阈值的峰值加速能量；带电粒子源，其被所述外壳支撑，用于向所述加速腔内发射带电粒子；靶，其由所述外壳支撑，并位于所述加速腔的下游；和 准直器，其被耦合到所述外壳，并接近所述靶材料； 其中由,皮加速的带电粒子对所述乾碰撞而产生辐射；并且 所述准直器包括至少一种具有大于所述峰值加速能量的中子产 生阈值的同位素。
13. 如权利要求12所述的辐射源，其中所述准直器包括 至少一个第一部分，其基本上由至少一种具有大于所述峰值加速能量的中子产生阈值的同位素构成；和 至少一个第二部分，其包括至少一种具有大于所述峰值加速能量 的中子产生阈值的同位素。
14. 如权利要求12所述的辐射源，还包括 遮蔽所述靶的靶遮蔽体，该靶遮蔽体材料包括至少一种具有大于所述峰值加速能量的中子产生阈值的同位素。
15. 如权利要求12所述的辐射源，还包括 遮蔽所述外壳的外壳遮蔽体，该外壳遮蔽体包括至少一种具有大于所述峰值加速能量的中子产生阈值的同位素。
16.如权利要求12所述的辐射源，其中 所述准直器包括铜。
17. 如权利要求12所述的辐射源，其中 所述峰值加速能量大于钼的最低中子产生阈值。
18. 如权利要求17所述的辐射源，其中 所述峰值加速能量大于钽的中子产生阈值。
19. 一种辐射源，包括 含有外壳材料的外壳；在所述外壳内的加速腔，该加速腔在使用期间具有大于钨的最低 中子产生阈值的峰值加速能量；带电粒子源，其由所述外壳支撑，用于向所述加速腔内发射带电粒子；靶，其由所述外壳支撑，并位于所述加速腔的下游；和靶遮蔽体，其围绕所述靶的至少一部分；其中由被加速的带电粒子对所述靶材料碰撞而产生辐射；并且 所述靶遮蔽体材料包括至少一种具有大于所述峰值加速能量的 中子产生阈值的同位素。
20. 如权利要求19所述的辐射源，其中所述靶遮蔽体包括 至少一个第一部分，其基本上由至少一种具有大于所述峰值加速能量的中子产生阁值的同位素构成，并接近所述靶；和至少一个第二部分，其包括至少一种具有小于所述峰值加速能量 的中子产生阈值的同位素，并在所述第一部分的上游。
21. 如权利要求19所述的辐射源，其中 所述靼遮蔽体包括铜。
22. 如权利要求19所述的辐射源，其中所述峰值加速能量大于 钼的最低中子产生阅值。
23. 如权利要求22所述的辐射源，其中所述峰值加速能量大于 钽的最低中子产生阈值。
24. —种辐射源，包括 外壳；在所述外壳内的加速腔，该加速腔具有小于铜的最低中子产生阈值的峰值加速能量；带电粒子源，用于向所述加速腔内发射带电粒子；乾，其由所述外壳支撑，在所述加速腔的下游，其中由被加速的带电粒子对所述靶碰撞而产生辐射；准直器，其耦合到所述外壳，并接近所述靶； 靶遮蔽体，其至少部分地围绕所述靶以遮蔽所述靶； 其中所述靶、所述准直器和所述耙遮蔽体包括铜。
25. 如权利要求24所述的辐射源，其中所述准直器包括 第一部分，其基本上由铜构成，且接近所述靶；和 第二部分，其包括至少一种具有小于所述峰值加速能量的中子产生阈值的同位素，且位于所述第一部分的下游。
26. 如权利要求25所述的辐射源，其中所述靶遮蔽体包括 第一部分，其基本上由铜构成，且接近所述靶；和 第二部分，其包括至少一种具有小于所述峰值加速能量的中子产生阈值的同位素，并位于所述第一部分的上游。
27. 如权利要求25所述的辐射源，还包括 遮蔽所述外壳的外壳遮蔽体； 其中所述外壳遮蔽体包括铜。
28. 如权利要求25所述的辐射源，还包括铅遮蔽体，其围绕所述准直器和所述靶遮蔽体的至少一部分。
29. 如权利要求22所述的辐射源，其中 所述加速腔具有大于鴒的最低中子产生阈值的峰值加速能量。
30. 如权利要求29所述的辐射源，其中所述加速腔具有大于钼 的最低中子产生阈值的峰值加速能量。
31. 如权利要求30所述的辐射源，其中所述加速腔具有大于钽 的中子产生阈值的峰值加速能量。
32. 如权利要求25所述的辐射源，其中所述峰值加速能量小于 或等于大约9 MeV。
33. —种产生辐射的方法，包括将带电粒子加速到大于钽的中子产生阈值的峰值加速能量； 使所述带电粒子与靶碰撞，该靶基本上由至少 一种具有小于所述 峰值加速能量的中子产生阈值的同位素构成；和通过所述带电粒子与所述乾的所述碰撞来产生辐射而不产生中子。
34. 如权利要求33所述的方法，还包括通过准直器对所产生的辐射进行准直，该准直器包括至少一种具 有大于所述峰值加速能量的中子产生阈值的同位素。
35. 如权利要求33所述的方法，还包括用遮蔽体对所述靶进行遮蔽，该遮蔽体包括至少一种具有大于所 述峰值加速能量的中子产生阈值的同位素。
36. 如权利要求33所述的方法，还包括用遮蔽材料对所述外壳进行遮蔽，该遮蔽材料包括至少一种具有 大于所述峰值加速能量的中子产生阈值的同位素。
37. —种检查货运容器的系统，包括 辐射源，其被定位来对物体进行辐射；和检测器，其被定位来接收与所述物体相互作用之后的辐射； 其中所述辐射源包括外壳；由所述外壳支撑的加速腔，该加速腔具有小于铜的最低中子产生 阈值且大于鴒的最低中子产生阈值的峰值加速能量；带电粒子源，其由所述外壳支撑，用于向所述加速腔内发射带电 粒子；和靶，其由所述外壳支撑，并位于所述加速腔的下游； 其中由被加速的带电粒子对所述靶材料碰撞而产生辐射；并且 所述靶基本上由铜的至少一种同位素构成。
38. 如权利要求37所述的系统，还包括 耦合到所述外壳的准直器；和由所述外壳支撑的靶遮蔽体，其部分地围绕所述靶；并且 其中所述准直器和所述靶遮蔽体中的至少一个包括铜。
39. 如权利要求37所述的系统，还包括 位于所述外壳的至少一部分上方的遮蔽体； 其中所述遮蔽体包括铜。
40. 如权利要求37所述的系统，还包括传送器，其支撑要扫描的物体并传送所述物体通过所述系统，所 述传送器被配置成支撑和传送货运容器。
41. 如权利要求40所述的系统，其中所述货运容器具有至少5 英尺(1.5米)的厚度。
42. 如权利要求41所述的系统，其中 所述货运容器是标准的货运容器。
43. 如权利要求37所述的系统，其中 所述峰值加速能量大于钼的最低中子产生阈值。
44.如权利要求43所述的系统，其中所述峰值加速能量大于钽的最低中子产生阈值。
45. 如权利要求37所述的系统，其中 所述峰值加速能量小于大约9.9 MeV且大于大约6.1 MeV。
46. —种制造辐射源的方法，该方法包括 选择基本上由至少一种具有小于源的峰值加速能量的中子产生阁值的同位素构成的靶、准直器和靶遮蔽体中的至少一个；和 组装包括所选材料的所述源。
47. 如权利要求46所述的方法，还包括选择基本上由至少一种具有小于所述峰值加速能量的中子产生 阈值的同位素构成的外壳遮蔽体材料；和 用所选外壳遮蔽体材料组装所述源。
48. 如权利要求46所述的方法，还包括 准备辐射源的初步设计以至少满足中子产生量要求； 将所述初步设计输入到模拟程序以预测中子产生量；和 接收所述模拟程序的输出。
49. 如权利要求48所述的方法，其中，在所述输出不满足要求 的情况下，所述方法还包括调整所述i更计；和将所调整的设计输入到所述模拟程序中以预测中子产生量。
50. 如权利要求48所述的方法，包括基于尺寸要求和X射线辐射产生要求中的至少一项来准备所述 初步设计。
51. —种辐射源，包括外壳；在所述外壳内的加速腔，该加速腔在使用期间具有大于钽的中子产生阈值的峰值加速能量；带电粒子源，其由所述外壳支撑，用于向所述加速腔内发射带电 粒子；和靶，其由所述外壳支撑，并位于所述加速腔的下游； 其中 由被加速的带电粒子对所述靶碰撞而产生辐射；并且 所述靶基本上由低原子序数材料构成，该低原子序数材料包括至少一种具有大于所述峰值加速能量的中子产生阈值的同位素。
52.如权利要求51所述的辐射源，其中所述低原子序数材料基本上由铜构成。
全文摘要
在一示例中，辐射源包括外壳和外壳内的加速腔，其具有大于钽的最低中子产生阈值的峰值加速能量。带电粒子源由外壳支撑以向加速腔内发射带电粒子。靶由外壳支撑，并位于加速腔的下游。靶基本上由至少一种具有大于峰值加速能量的中子产生阈值的同位素构成。所以，不产生中子。所述源也可包括准直器、靶遮蔽体和/或外壳遮蔽体，其包括至少一种具有大于峰值加速能量的中子产生阈值的同位素，且与现有技术相比，减少或消除了中子产生。还公开了包括所述源的系统、所述源的工作方法以及制造所述源的方法。
文档编号H01J35/00GK101366096SQ200680022734
公开日2009年2月11日 申请日期2006年5月23日 优先权日2005年6月24日
发明者詹姆斯·E·克雷顿 申请人:瓦润医药系统技术公司