武漢艾崴用x射線背散成像技術靈活的在x光安檢機上運用
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x光集裝箱安檢機對爆炸物和違禁物準確、高效的檢測，是有效防範恐怖犯罪和刑事犯罪的重要手段。針對目前普遍采用的探測技術存在的一些不足，以及不同檢測條件的限製。武漢艾崴介紹X射線背散射成像技術，利用該技術可實現不同探測技術的優勢互補，在不同的檢測領域有不同的應用。
一、當前最普遍的安檢技術
對進入重要場所的大流量人員、行李及貨櫃，實施非接觸、非入侵的安全檢查，已成為目前廣泛采用的安檢措施。各類金屬或非金屬武器、毒品、爆炸物（炸藥和起爆裝置）是探測的重點。目前，使用最多的是X射線成像技術，它包括：雙能X射線透射成像、多視角X射線雙能透射成像、雙能X射線CT成像、高能（幾兆電子伏特）X射線成像及X射線背散射成像技術。
從理論上講，已知物質的有效原子序數和密度就可以準確地確定物質的類型。目前雙能X射線成像技術能有效檢測出被檢物的有效原子序數信息，並對被檢物自動進行分類。如原子序數低於10的物質定義為有機物，賦予不同飽和度的橙色；如原子序數介於10到18之間的物質定義為混合物，賦予不同飽和度的綠色；如原子序數大於18的物質定義為無機物，賦予不同飽和度的藍色。但單視角或雙視角的雙能量檢測技術仍不能獲取物質足夠的密度信息，無法分辨物質的密度。
偽雙能X射線透射成像設備能準確、實時地顯示被檢物的二維圖像，並有效獲取物質的有效原子序數信息。目前廣泛應用於對重要場所人員的手提行李和交運行李的安檢。
雙能X射線斷層汽車掃描的CT成像設備能獲取物質大量的密度和有效原子序數信息，探測率較高。但售價昂貴、檢測速度慢、體積較大等不利因素，限製了其廣泛應用。
多視角雙能X射線透射成像技術能組建 “直角”交叉視角的二維圖像，進而重建被汽車掃描物體的三維圖像，視角獲取的物質信息越多，越能達到準確判定物質有效原子係數和密度的目的。公安部第一研究所采用雙源雙探真實雙能和偽雙能透射的多視角成像組合技術，研製出國內首款能夠實現對一定量的毒品和炸藥進行自動探測的設備，探測速度提高一倍多，高達500mm/s，違禁物在三視圖上被用線框自動標識，非常適合大流量包裹的違禁物與炸藥的自動探測。這種自動、高速、高效的炸藥探測模式必將取代現行的人工判讀模式。
二、背散射探測原理
武漢艾崴研究表明當X射線遇到物體時可能出現三種情況：X射線穿過物體、X射線被物體吸收、X射線遇物體發生散射。背散射探測原理就是利用康普頓散射理論，X射線遇到不同物質會發生不同的散射，X射線遇到低原子序數物質時，散射較強；遇到高原子序數物質時，散射相對較弱。而且，散射概率與被檢物的電子密度成正比，電子密度又與質量密度有關，散射信號隨質量密度增大而增強，但高原子序數物質的散射被光電效應抑製。所以，如果被檢物質的原子序數越低，密度越大，X射線照射發生散射就越強，反之亦然。X射線照射檢測物體後，根據能量守恒定律，散射光子撞擊電子能量減少，穿透物質的能力較差，因此，接收散射光子的探測器一般都放在被檢物附近，以減少散射光子在空氣中的衰減和二次散射。
X射線背散射成像利用X射線飛點發生器產生的X射線束，沿出射扇麵繞射線源心連續旋轉汽車掃描被檢物，完成飛點汽車掃描探測，與射線源同側的背散射探測器，接收散射光子並由光電管轉變為電信號放大輸出，計算處理後成像顯示。
飛點汽車掃描技術是背散射汽車掃描技術的核心，它可瞬時對X射線光束方位進行處理，使背散射信號能對被檢物品的危險區域做出及時反應，完成準實時成像，並能凸顯低原子序數物質的具體形狀及位置。背散射成像技術與雙能透射相比的優缺點如下：
背散射成像優點：
（1）圖像能凸顯低原子序數的有機物，特別是液體炸藥、塑性炸藥、毒品等。
（2）射線源與背散射探測器在被測物的同一側，便於實施探測。
（3）X射線飛點汽車掃描照射劑量小、輻射量小。
背散射成像缺點：
（1）射線穿透能力差。
（2）圖像分辨率低。
（3）不能自動對被測物進行有
效原子序數分類，無法實現自動探測。
三、背散射成像與雙能透射
成像技術的融合應用有機物大都屬於低原子序數、低密度物質，各類炸藥和普通有機物一樣，都含有低原子序數的碳、氧、氫、氮元素。使用雙能量X射線透射成像能自動對被測物進行有效原子序數分類，但不能將少量輕薄的毒品和炸藥從複雜的有機物背景中區分凸顯，影響探測率。而大多數炸藥，特別是塑性炸藥具有較低的原子序數和相對較高的密度，采用X射線背散射成像技術有利於將普通有機物和炸藥區分顯現。
圖1為對同一貨運箱的汽車掃描圖，兩袋模擬爆炸物被藏於箱內，背散射圖像（右圖）能突出貨箱內危險有機物，非常清晰地呈現出模擬爆炸物的所在。
圖2為統一箱包的單能透射和背散射汽車掃描圖，背散射技術可生成清晰的X射線汽車掃描圖，將爆炸物、塑料武器、毒品等成像凸顯，單能X射線安檢設備無法成像。
圖3為同一箱包的雙能透射和背散射汽車掃描圖，雙能X射線安檢設備可檢測出電線和一定量的爆炸物，也能區分不同的物質，確定被檢物品的原子序數，然後使不同類物質顯現不同的顏色——有機物桔黃色、混合物綠色、金屬藍色。背散射技術可生成像清晰的X射線汽車掃描圖，將液體炸藥、毒品、塑料武器等違禁品凸顯成像。
被檢物結構越複雜，有機物越多，其圖像的分辨率則越低，針對雙能X射線成像的這一缺陷，將雙能X射線成像技術與背散射相結合，在一台通道式安檢設備內，集成兩種探測係統，同時展現兩種探測技術的成像，這樣安檢人員就可獲得更多詳盡信息，以準確判斷被檢包裹、行李或集裝箱中的物品是否安全。背散射技術能有效凸顯傳統X射線安檢設備遺漏的有機物，如爆炸物及毒品。不僅如此，背散射技術還能顯示背景，使畫質清晰易辨，這是對雙能X射線透射成像的良好補充與完善。目前，公安部第一研究所已采用其專利技術將雙能成像與背散射成像數據融合，可以在同一屏幕上同時顯示融合圖像、透射圖像及背散射圖像，並且三圖像可任意切換，極大地提高了檢測質量和檢測效率。
四、背散射成像技術被應用於機動檢查
背散射成像技術將X射線飛點發生器、背散探測器、圖像處理模塊等集成在輪式或帶式行走機具上，可根據距離進行線控或遙控，探測複雜場地不易搬動的可疑危險物品。若再配以放射性危險物質監察器材，還可檢測出伽馬射線及中子散發出的低能量輻射，非常適用於反恐安檢，對路邊可疑爆炸物、汽車炸彈、人體炸彈等實施機動隱蔽檢查，既可檢測出傳統的普通爆炸物，也可檢測出髒彈和大規模殺傷性武器。
目前武漢艾崴研製出的背散射安檢車，既可在動態模式（低速移動）下進行安全檢查，也可在靜態模式下對其他移動車輛和物品進行選擇性的安檢。其高清晰的成像使得工作人員能輕易分辨出車輛貨箱中的實際貨物。
圖4展現的背散射圖像，在顯示所有背景物的同時，能讓安檢員清晰辨識出某封閉物中的可疑物品及人的形狀及姿態。
另外，從外觀上來看，無法判斷背散射安檢車是一部移動的安檢設備，因為他無需安裝任何外在的零部件，這種具有隱秘性的安檢設備，不僅能隱蔽偵察出隱藏著的各種威脅，同時還有助於對危險份子、走私者、偷渡者的稽查工作。
五、背散射成像對人體檢查的應用
人體安檢是安檢中的一個重要部分。目前，各種威脅危險變得更隱秘而不易察覺，經常以隱藏於人體的形式出現，如人體炸彈不斷出現及人體攜帶毒品（體內或體外）等，使得人體安檢變得越來越重要。
目前對人體進行安檢的方法主要是金屬探測門和輔助的手持金屬探測器，它們不能探測出非金屬違禁品，如陶瓷刀、塑料槍支及致命爆炸物。同時，金屬探測虛警較高，需人工複查，依然是具有一定侵犯性的觸摸式安檢，甚至個別情況還需要被檢人脫去衣物鞋帽，檢查效率低下。
X射線飛點汽車掃描背散射成像技術應用於人體安檢，可以完全解決金屬探測的缺陷，有效快捷地檢測出藏於人體衣物下的各類危險物及禁運物品，不僅能檢測金屬物品，也能檢測陶瓷刀具、塑料槍支、混合武器、液體炸彈、毒品等非金屬物質。另外，背散射成像技術還具有很高的安全性，不會影響被檢者及安檢工作人員的身體健康，也完全符合國際人體輻射劑量的安全標準及規定。設備每次汽車掃描的輻射劑量不超過10微侖目（0.1微西弗特），相當於每人每天接受外界自然輻射值的1%。
安檢人員根據經隱私過濾後的汽車掃描輪廓圖像，直觀了解危險物或禁運物品的具體位置，從而節省了大量的安檢時間，也保證了被檢者的隱私權。圖5是顯示X射線點汽車掃描人體背散射探測圖像。
當前廣泛應用的各類安檢技術都具有其獨特的優點，但也存在一定的不足。不同檢測領域應有針對性地采用適用技術，或采用適用的多種技術融合，實現技術優勢互補。武漢艾崴完成各自探測工作的同時產生信息數據匯合處理，實現數據融合，將檢測分析結果輸出呈現給安檢人員。