67

Рентгеновский досмотровый аппарат. Как он устроен? Общее устройство.

Давно прошли те времена, когда основным источником излучения были радиоизотопы (кобальт-60), а основным средством регистрации - фотоплёнка. Теперь и детекторы цифровые, и источники безопасные, и дозы мизерные. И всё реже можно слышать "за снимком приходите послезавтра".


Будучи сотрудником завода, разрабатывающего рентгеновское оборудование для разных сфер применений, решил поделиться с честным народом принципами работы и устройством этих шайтан-машин. Работаю как раз в отделе, занимающимся проектированием новых изделий. В этом посте я не буду затрагивать медицинские установки, принцип их работы в чём-то схож, в чём-то отличен. А разговор пойдёт о досмотровых системах. Маленькие, большие и очень большие - все схожи. Планирую сделать в трёх частях: общее устройство, принципы получения рентгеновского излучения и принципы его детектирования.


Этот малыш для рюкзаков и сумочек. Их по очевидным причинам называют "багажки". Такие вы можете увидеть в общественных местах: метро, входы в аэропорты, вокзалы. Энергия кванта до 100кэв (килоэлектронвольт).

Рентгеновский досмотровый аппарат. Как он устроен? Общее устройство. Рентген, Досмотр, Длиннопост

А вот такая дура уже погабаритнее. Их берут в основном для установки на сортировочных пунктах багажа. Энергия кванта до 200кэв.

Рентгеновский досмотровый аппарат. Как он устроен? Общее устройство. Рентген, Досмотр, Длиннопост

Дальше - портальные системы. Боди-сканер, он же бодик. Этот аппарат может отсканировать вашу тушку с двух проекций. Энергия кванта до 160кэв.

Рентгеновский досмотровый аппарат. Как он устроен? Общее устройство. Рентген, Досмотр, Длиннопост

А этот сделает то же самое с легковым автомобилем, либо с небольшим грузовичком типа газели. Энергия кванта до 200кэв.

Рентгеновский досмотровый аппарат. Как он устроен? Общее устройство. Рентген, Досмотр, Длиннопост

А эта чудо-штука уже просветит морской контейнер (или до 350мм стали). Их называют каргосканами, либо просто "каргой". Энергии вплоть до 7,5Мэв. А в нём для экономии места стоит передвижная рентгенлаборатория.

Рентгеновский досмотровый аппарат. Как он устроен? Общее устройство. Рентген, Досмотр, Длиннопост

Что это за кэвы и Мэвы? А это, дорогой читатель, тот параметр, который обуславливает глубину прострела и не только. Но об этом будет во втором посте.
Как же всё это работает? Обратися к схеме ниже:

Рентгеновский досмотровый аппарат. Как он устроен? Общее устройство. Рентген, Досмотр, Длиннопост

И для наглядности выпотрошенная "багажка" с дополненной реальностью курильщика:

Рентгеновский досмотровый аппарат. Как он устроен? Общее устройство. Рентген, Досмотр, Длиннопост

Из источника исходит веер рентгеновского излучения. Он имеет небольшую ширину - единицы миллиметров. Если быть более точным - то он по ширине равен ширине пикселя детектора, но об этом в третьей части. И через этот веер протягивается исследуемый объект. Там он "нарезается", будто ножом, на множество линий, из которых и складывается изображение. В секунду могут быть сотни и тысячи срезов. Объект затеняет часть излучения, поглощая его. Часть из поглощённого перейдёт в теплоту, часть переизлучится в виде квантов меньшей энергии и так по кругу. Чем ниже энергия кванта, чем больше атомный номер элемента, через который пролетело излучение и чем больше толщина материала - тем "глубже" тень. В простейшем случае мы получим простое монохромное изображение, как на тех самых снимках ваших переломов, только без участия фотоплёнки. Однако, если поиграться с законами физики, то можно получить бонус: определение типа материала! Думаю многие видели вот такие раскрашенные картинки:

Рентгеновский досмотровый аппарат. Как он устроен? Общее устройство. Рентген, Досмотр, Длиннопост

Источник изображения: https://www.militaryaerospace.com/rf-analog/article/16715141...

Взял картинку из интернета, т.к. у себя на компе наглядных не нашёл.
Так вот. Подсветка разным цветом - это выделение предметов, которые для рентгена имеют различную, так сказать, плотность. Дело в том, что различные химические элементы поглощают низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие излучения по-разному. И зависит это в первом приближении от атомного номера элемента - чем он тяжелее, тем меньше пройдёт низкоэнергетической составляющей - квантам просто не хватит силушек пробиться через, например, свинец. А вот через органикау - легко.
Что же для этого нужно сделать с аппаратом? На самом деле немно: заставить генератор пулять поочерёдно на высокой и на низкой энергиях, либо в детектор поставить два типа сенсоров - одни более чувствительные к высокой, вторые к низкой. И по соотношению определять (с определённой погрешность), из чего же сделан предмет:  сталь, свинец, медяха, люмидрий, пластик и т.д. Дело в том, что при настройке генератора на энергию, задаётся лишь её максимальный уровень. А на самом деле там валит в потоке всё - от минимума до максимума. Этакиая мешанина из квантов всех возможных энергий.

Каждый из способов имеет свои плюсы и минусы. Система с двойным детектором будет дороже и сложнее, будет более требовательной к мгновенной пропускной способности по данным, однако позволяет быстрее провести сканирование и повышает точность оного, что особенно ощутимо при использовании с большим потоком объектов, как на входе в аэропорт.
В то же время те же контейнеры не обязаельно нарезать на милиметровые "слайсы", можно пожертвовать пространственным разрешением. В этом случае можно удешевить систему, перейдя на метод управления энергией генератора.

Как всегда нужен баланс стоимости и целесообразности.

Думаю, что этот вводный пост можно закончить. В следующем будем рассматривать виды источников излучения, которые применяются в таких установках, как происходит генерация излучения, какие его основные параметры и на что они влияют, рассмотрим внутреннее устройство рентгеновского генератора и отличия генератора для "багажки" от генератора для "карги". Ждать недолго )

PS
Нет, я не свечусь ночью
Нет, волосы не выпадают
Нет, остаточной радиации от этих установок не остаётся.

Найдены возможные дубликаты

+2

Какую дозу облучения получает человек при сканировании его тела? В каких областях применяется рентгеновское сканирование? Есть ли заметное излучение в зоне работы операторов рентгеновских сканеров багажа в аэропортах и т.п.?

раскрыть ветку 9
+4

Доза зависит от режима. Эквивалент от 0,1 до 1 микрозиверта. В обычном режиме сканируют до уровня 0,25 микрозиверта, т.к. это позволяет не учитывать эту дозу как накопленную за год. Для Беларуси 100 нанозивертов - фон. Т.е. по сути одно сканиирование - двухчасовая нормальная доза.


Заметного превышения в зоне работы оператора нет - всё, что можно, экранируется свинцом. Например допустимый уровень излучения на корпусе источника - 1 микрозиверт (десятикратный фон). А поверх источника ещё корпус аппарата идёт, который свинцовым подбоем гасит всё.

раскрыть ветку 1
0

Спасибо, интересно.

+2
Нет, все хорошо, дозы мизерные, современные рентгены безопасны.
раскрыть ветку 4
+2

Работала в службе безопасности аэропорта. Работники службы досмотра обязательно каждый год проходят медосмотр с развернутым анализом крови. Ну и беременным работать возле интроскопов запрещено (переводят на другие работы).

Поэтому конечно, безопасны, но контроль никто не отменял.

раскрыть ветку 1
+1

Интересно было бы именно цифры, то, что безопасны - и так понятно.

раскрыть ветку 1
0
Есть ли заметное излучение в зоне работы операторов рентгеновских сканеров багажа в аэропортах и т.п.?
Что ты подразумеваешь под заметным излучением? Заметным с точки зрения прибора? То да есть. Если стоять рядом с багажным сканером то в момент выезда багажа 100-200 мкР/ч вполне себе можно зафиксировать.
раскрыть ветку 1
0

Существенно превышающее фон.

+1
По цветным изображениям видел что даже взрывчатку подкрашивать может:) а вот вопрос, как детектор отреагирует если в чемодане радиоактивные материалы есть? Что будет на изображении по типам излучения и будут ли какие то последствия для самого детектора?)
раскрыть ветку 4
0

Сцинтилляционные детекторы к гамме чувствительны. Если источник в этом виде излучения - на изображении будет засветка. Конечно это зависит от мощности источника. Вообще же для этих целей коллеги из Полимастера делают свои детекторы

раскрыть ветку 3
0
А есть примеры как оно на сканере выглядит?)
раскрыть ветку 2
+1
Спасибо за информативный пост. А безопасно через такие сканеры проносить носители данных? Харды и флешки?
0

Этот аппарат может определить литиевую батарею в багаже? Позавчера летел на самолете, задали вопрос насчет отсутствия в чемодане ноутбука, смартфона и пауэрбанка. Ответил, что таких вещей нет, а потом вспомнил, что положил туда стабилизатор для экшн-камеры, в котором, скорее всего (не разбирал) , есть один Li-ion акк 18650 на 2600мАч. Багаж уехал со стойки регистрации, а меня не покидала мысль, что чемодан могут развернуть.

0

Роспотребнадзор напоминает, что если за одно исследование человек получает 0,3-0,4 мкЗв, то для каждого отдельного человека таких исследований не должно быть более 20 в год.

0

Актуальный вопрос. Есть на федеральной трассе М29 место, где стоит такой сканер. Законно ли требование моего присутствия в автомобиле в момент сканирования? Дадут ли мне документ о полученной дозе облучения? Могу ли я отказаться в пользу ручного досмотра? Тут на днях устроили обыска в духе той истории с шуруповертом. Залезли в сумку с едой и в сумку с одеждой. Пытались придраться к надписи "отпускается по рецепту врача" на пачке Диоксидина (у отца сейчас гайморит).

раскрыть ветку 1
0

Смотрите российское законодательство. Как я уже писал - я не живу и не работаю в РФ и не занимаюсь вопросами юридического толка. Я инженер.

0

А вот как выглядит источник)

Иллюстрация к комментарию
0
Люди систематически в них попадают,я так понимаю что без особых последствий
раскрыть ветку 1
0

Последствия разве что перед законом )

0
ТС, а как решаете вопросы с сертификацией? ГостР, экспертное заключение, СЭЗ?
раскрыть ветку 1
0

Как решают - не знаю. Это не моя компетенция. Но для начала у нас есть БелГИС  и БелГИМ.

0

Как формируется изображение на мониторе?

Есть ли возможность повлиять на работу РТУ с целью изменения параметров и искажения результатов сканирования?

Попадает ли РТУ под 187-ФЗ?

раскрыть ветку 8
0

Без понятия. Не живу и не работаю в России. И завод не в России. Этих тонкостей знать не могу.

раскрыть ветку 7
0

Атомтех? Полимастер?

раскрыть ветку 6
Похожие посты
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: