3]在一个实施例中，将该中子发生器屏蔽起来以降低准直束以外的剂量以及降低γ射线本底。进一步，该屏蔽具有近似75cm的总厚度。
[0024]在另一个实施例中，本说明书描述了检查对象中的可疑区域的系统，所述可疑区域在几十厘米的范围内，该系统包含:产生中子和相应α粒子的d-T中子发生器；将中子引向可疑区域的中子束准直器，其中所述准直器被屏蔽起来；相对于可疑区域180°放置以探测α粒子和确定生成中子的时间的α粒子探测器，其中该α粒子探测器被准直到与该中子束准直器基本相同的角开孔；探测中子与可疑区域相互作用之后产生的γ射线的γ射线探测器，其中所述γ射线探测器被屏蔽起来，以防止热和超热捕获；以及根据生成中子的时间和产生的γ射线的时间谱，作为深度的函数地确定可疑区域的元素成分的处理单元。
[0025]在一个实施例中，该含硼材料是硼酸聚乙烯。
[0026]在一个实施例中，该中子发生器的总中子输出在19个中子每秒的范围内。
[0027]在一个实施例中，当使用大氘束电流时，撞击在靶上的束的尺寸至少是1cm。
[0028]在一个实施例中，将该α粒子探测器放置在相对于靶在25cm的范围内的距离上。在一个实施例中，该α粒子探测器由多段探测器组成。
[0029]在一个实施例中，该中子发生器沿着其长轴旋转以便将中子对准可疑区域。在一个实施例中，垂直平移准直束以便将中子对准可疑区域。在另一个实施例中，使准直束围绕其长轴旋转以便将中子对准可疑区域。
[0030]在一个实施例中，该准直器的总长度至少是75cm。
[0031]在一个实施例中，将该中子发生器屏蔽起来以降低准直束以外的剂量以及降低本底。进一步，该屏蔽具有近似50cm的总厚度。
[0032]在一个实施例中，在初级检查系统检查之后，将任一种系统用于次级检查。在一个实施例中，该系统基于初级检查子系统和次级检查子系统以及其中该可疑区域由初级系统或操作人员识别，以及将算法用于确定受到检查的对象的最佳位置和转角，以便利用准直中子检查可疑区域。
[0033]在下面提供的附图和详细描述中将更加深入地描述本发明的上述和其它实施例。
【附图说明】
[0034]当结合附图考虑时，本说明书的这些和其它特征和优点如它们参考下面详细描述得到更好理解那样得到领会，在附图中:
[0035]图1例示了采用脉冲束、依照本说明书的一个实施例、和基于d-T反应的飞行时间中子检查系统的示意图；
[0036]图2a例示了采用相关α粒子成像(API)系统、依照本说明书的一个实施例的飞行时间中子检查系统的顶视图；
[0037]图2b是如在显示在图2a中的中子检查系统中所采用的示范性屏蔽和准直装置的示意图；
[0038]图2c例示了显示在图2a中的中子检查系统的端视图；
[0039]图3是例示本发明的系统可以探测的示范性材料的元素成分信息和相应比率的表格；以及
[0040]图4并行地例示了在初级和次级扫描中具有不同源高度的不确定性的影响。
【具体实施方式】
[0041]本说明书针对基于飞行时间(ToF)的中子检查系统。更具体地说，本说明书针对使用束得到准直的高能基于ToF中子系统探测货物中的违禁品和危险品的系统和方法。在一个实施例中，本发明的系统采用快中子的准直束探询可疑货物，以作为深度的函数地确定元素成分。然后分析特征元素成分以确定违禁品的存在。
[0042]采用中子的优点之一是它们与物质的相互作用导致γ射线。这些γ射线是产生它们的元素的特征，因此可以用于导出元素成分。因此，当利用中子探询一个对象时，从该对象的不同部分中产生γ射线信号；通过确定作为时间的函数的单能中子的位置降低信号混合。这又产生作为时间的函数的γ射线信息。由于中子的速度是已知的，所以可以计算产生γ射线的地点。这使得可以来自其它区域的信号的混合小地确定作为深度的函数的扫描区域的元素成分。一般说来，这是通过使用两者都在本说明书中加以描述、新式方法中的纳秒级脉冲中子或相关α粒子发生器确定中子位置实现的。
[0043]在一个实施例中，采用基于纳秒级脉冲d-T飞行时间的中子检查系统，它可以用于初级检查，以及以入口、门框或可移动配置实现以便探测含中子违禁品。
[0044]在另一个实施例中，采用API发生器。使用准直器限制或引导中子束以小区域为目标使得可以提高API发生器的强度，因为以前用于探询大区域的强度现在集中到较小斑点上。这将到达这个斑点的中子的数量提高到信号本底比高，在近似19个中子/秒的数量级上的水平上，因此使得可以缩短检查时间。因此，该强度在10到20倍于典型API发生器(在随机符合导致太高本底之前，工作在5 X 17到5 X 10 8个中子每秒的范围中)的数量级上。进一步，本说明书的准直器具有限制中子束的小开孔，并且得到非常好屏蔽。更进一步，本说明书还采用围绕源和探测器的屏蔽。
[0045]在一个实施例中，该系统可以用于辨别材料的次级检查，以降低假报警率，降低高成本和缩短与人工开箱相联系的时间。在一个实施例中，通过初级系统将受到检查的对象识别为包含潜在危险品，然后将其输送到本发明的系统作次级检查。因此，在一个实施例中，描述在本发明中的系统扫描由初级系统或操作人员识别为可疑或可能包含违禁品或危险品的对象的小区域。
[0046]在一个实施例中，该系统作为深度的函数地探测碳、氮、氧、氯、磷、钠、铁以及其它元素，但不局限于对它们的探测。该系统进行元素分析以探测毒品、化学武器、和其它违禁品，以及另外，进行货物清单核实。也可以探测像与慢中子相联系的氢和氯那样的元素的γ射线特征，以提供货物的另外信息，但没有位置信息。
[0047]本说明书的系统与通过⑶I显示有关检查过程的信息和数据的至少一个显示器耦合。该系统进一步包含控制整个系统及其组件的操作至少一个处理器或处理单元。应该进一步懂得，该至少一个处理器能够处理编程指令，含有能够存储编程指令的存储器，以及采用由多条编程指令组成的软件执行本文所述的过程。在一个实施例中，该至少一个处理器是能够接收，执行和发送存储在易失性或非易失性计算机可读介质上的多条编程指令的计算设备。
[0048]本说明书针对多个实施例。提供如下的公开是为了使本领域的普通技术人员能够实践本发明。用在本说明书中的语言不应该理解为否认任何一个特定实施例的一般性，或用于将限制权利要求限制成超出本文使用的术语的含义。本文定义的一般原理可以不偏离本发明的精神和范围应用于其它实施例和应用。此外，使用的术语和短语是为了描述示范性实施例的目的，而不应该认为是限制。因此，本发明与包含符合公开的原理和特征的许多替代例、修改例和等效例的最宽范围一致。为了清楚起见，不详细描述与在本发明所涉及的技术领域中已知的技术内容有关的细节，以便不会不必要地掩盖本发明。
[0049]在第一实施例中，描述在本说明书中的系统有利地使用了纳秒级脉冲d-T中子发生器。该d-T中子发生器使用氘(2H)-氚(3H)反应来生成中子。加速束中的氘原子与靶中的氘和氚原子熔合产生中子和α粒子。回头参照上述的PFNA技术，6MeV脉冲中子束撞击在氘气靶上，以?8.5MeV的束能量产生强纳秒级脉冲中子束。这些反应通过如下方程来表征:
[0050]d+t — n+4He En = 14.2MeV(I)
[0051]d+d — n+3H Q = 3.27MeV(2)
[0052]虽然8.5MeV中子更多产，以及具有超过14MeV的优点，但为了产生8.5MeV，需要大得多和贵得多的系统。因此，需要更小型得多和更便宜得多的系统来产生14MeV中子。
[0053]图1示出了产生脉冲中子以便扫描一个对象的可疑区域的系统的示意图。参照图1，离子源101产生氘离子的束110，并且在一个实施例中利用低压，朝着离子选择器102加速它们。在一个实施例中，该离子源是产生大束电流的正离子源。该离子选择器102过滤不想要的离子，以防止具有多种能量的离子存在于束之中，导致靶的电流和溅射增大和中子产额的少量增大。由于离子可以携带正或负电荷以及具有不同速度，所以其目的是取决于采用的加速器的类型，过滤掉正或负离子，只保留一种类型