专利名称：使用长检测器的辐射/核威胁监视的制作方法
技术领域：
本说明书一般涉及辐射威胁检测领域，尤其涉及能够检测未屏蔽和/或轻度屏蔽放射性和/或特殊核材料(SNM)的长检测器(LD)的使用。
背景技术：
传统放射性材料和特殊核材料(SNM)检测系统通常是为了沿着传统货物通道，SP，货物通过海运和登陆进入点进入一国家、州或地点的使用而设计的。 但是，所需要的是能够检测这样的材料通过地面通道、尤其基于登陆的边界进入点之间的进入的系统。跨过边界和其它这样的通道带入各国中的放射性材料和S匪有可能是轻度屏蔽的或根本未屏蔽，导致可检测辐射特征。因此，所需要的是可以以最小运行负担实现的辐射威胁检测系统，其在与沿着地面通道运输有关的范围有效，适合部署在苛刻登陆环境中，往往具有交界特征，和在运行上是可行的和可进行下去的。
发明内容
在一个实施例中，本发明是能够抵御苛刻环境的福射威胁监视系统。在一个实施例中，本说明书公开了一种辐射威胁监视系统，其包含至少一条电缆，其具有传送电离电流的封闭、细长内部容量，所述电离电流是当放射性材料在离所述至少一条电缆预定距离之内时，由发出电离辐射的放射性材料在所述至少一条电缆内诱发的；以及与所述至少一条电缆耦合的至少一个检测器，用于测量与所诱发的电离电流相对应的信号，其中所述至少一个检测器记录测量的信号。可选地,所述放射性材料是可裂变材料。所述电缆是帕诺夫斯基(Panofsky)长电离室。所述系统进一步包含第二电缆，其具有传送电离电流的封闭、细长内部容量，所述电离电流是当放射性材料在离所述第二电缆预定距离之内时，由发出电离辐射的放射性材料在所述第二电缆内诱发的。所述第一电缆与所述第二电缆平行。所述系统进一步包含与所述第二电缆耦合的第二检测器，用于测量与所诱发的电离电流相对应的信号，其中所述第二检测器记录测量的信号。监视站与所述至少一个检测器和第二检测器数据通信。可选地，所述系统进一步包含适于检测干扰所述系统的尝试的至少一个传感器。所述至少一个传感器适于通过经由所述至少一条电缆周期性地发送信号，检测所述至少一条电缆的端部何时反射信号，来检测所述至少一条电缆的切断；当未检测到反射信号时，确定所述至少一条电缆的切断；计算发送信号的时间与接收反射信号的时间之间的时间差；并且如果在预定时段之前接收到反射信号，则检测所述至少一条电缆的切断。可选地，所述预定时段取决于所述至少一条电缆的长度。所述至少一个传感器周期性地向监视站发送表达所述系统的运行状态的预定状态消息，其中如果在预定时间间隔未接收到状态消息，则所述监视站确定所述系统出故障。所述至少一条电缆包含适于传送电压的充气同轴电缆，其中所述同轴电缆包含被至少一个外电极同心地围绕的至少一个内信号电极，其中所述内和外电极被围绕所述内电极的隔离物分开，并且其中所述外电极与所述内电极相比处在较高电压。可选地，所述隔离物是耐高压的陶瓷材料。所述内电极包含导电材料。密封之前，所述隔离物包含处在I到20大气压的范围内的压强的可辐射电离电介质。所述至少一条电缆包含闪烁物质和沿着所述至少一条电缆的长度排列的多个光敏检测器。所述闪烁物质是液态闪烁体。所述闪烁物质发出的光通过波长漂移纤维透射到所述光敏检测器。所述闪烁物质包含闪烁纤维。在另一个实施例中，本说明书公开了一种监视放射性材料的方法，其包含放置至少一条电缆，其具有传送电离电流的封闭、细长内部容量，所述电离电流是当放射性材料在离所述至少一条电缆预定距离之内时，由发出电离辐射的放射性材料在所述至少一条电缆内诱发的；使用与所述至少一条电缆耦合的至少一个检测器测量与所诱发的电离电流相对应的信号；以及根据所述测量，确定放射性材料是否在离所述至少一条电缆预定距离之内。
可选地，将所述至少一条电缆放置在接近来往车辆，以便无源地对来往车辆进行放射性材料扫描。所述至少一条电缆通过将其嵌入铺砌路面的一段内来放置。所述至少一条电缆通过让其躺在地上来放置并附在多个桩子上。所述至少一条电缆通过将其挂在多条杆子上来放置。可选地，所述方法进一步包含放置第二电缆，其具有传送电离电流的封闭、细长内部容量，所述电离电流是当放射性材料在离所述第二电缆预定距离之内时，由发出电离辐射的放射性材料在所述第二电缆内诱发的。所述第一电缆与所述第二电缆平行放置。所述方法进一步包含使用第二检测器测量与所诱发的电离电流相对应的信号。在另一个实施例中，本说明书公开了能够抵御苛刻环境条件的辐射威胁监视系统，所述系统包含一条或多条长检测器(LD)电缆，用于传送发出电离辐射的放射性材料在其中诱发的电离电流，当所述放射性材料来到所述LD的预定距离内时，所述电离辐射在所述LD中诱发信号；测量所诱发信号的与所述一个或多个LD连接的一个或多个基站，每个基站记录所测量信号；以及与所述一个或多个基站通信的中心站，用于收集所记录的测量。可选地，所述放射性材料是像“特殊核材料(S匪)”那样的可裂变威胁材料。所述系统用于监视被带到代表威胁目标的区域的预定距离内的放射性材料。所述系统用于无源地扫描来往车辆。所述LD通过嵌入道路的若干段内部署在所述系统中。所述LD像通过附在桩子上那样，通过让电缆躺在地上部署在所述系统中。所述LD通过挂在杆子上部署在所述系统中。每个所述基站包含测量所诱发信号的读出电子线路。所述中心站通过有线网络与所述一个或多个基站通信。所述中心站通过无线网络与所述一个或多个基站通信。所述中心站通过一条或多条光纤通道与所述一个或多个基站通信。每个基站由在白天期间通过太阳能电池再充电的可再充电电池供电。所述一个或多个基站由电网供电。可选地，所述一个或多个基站无操作人员看管，所述基站配有可视地监视预定区域的一台或多台红外摄像机。所述系统进一步包含检测干扰所述系统的尝试的一个或多个传感器。所述系统进一步包含部署在所述一个或多个基站中通过如下步骤检测LD的切断的传感器通过所述LD周期性地发送信号；确定所述信号是否被所述LD的端部反射；如果在所述传感器上未接收到反射信号，则检测所述LD的切断；确定发送信号的时间与接收反射信号的时间之间的时间差；以及如果在预定时段之前接收到反射信号，则检测所述LD的切断，所述预定时段取决于所述LD的已知长度。可选地，所述系统进一步包含部署在第一基站和第二基站的每一个中的传感器，所述第一和第二基站分别与LD的第一和第二端连接，所述传感器通过周期性地将信号从所述第一基站发送到所述第二基站，以及确定所述第二基站是否在预定时间内接收到所述信号，检测所述LD的切断。所述基站周期性地向所述中心站发送预定状态消息，其表达所述基站的一个或多个部件的健康状态，如果在一个或多个预定时间间隔未接收到所述预定状态消息，则所述中心站确定所述基站出故障。可选地，使用LD的三条平行线使所述系统三重冗余。所述LD是帕诺夫斯基长电·离室(PLIC)，PLIC是供给高压的充气同轴电缆。所述LD是帕诺夫斯基长电离室(PLIC)，PLIC是包含被至少一个外高压电极同心地围绕的至少一个内信号电极的供给高压的充气同轴电缆，所述内和外电极被围绕所述内电极的隔离物分开。所述隔离物是耐高压的陶瓷材料。所述内电极由导电材料制成。密封之前，所述隔离物充有处在I到20大气压的范围内的压强的可辐射电离电介质。所述一个或多个LD包含闪烁物质和遍及所述一个或多个LD的整个长度排列的一个或多个光敏检测器，所述光敏元件通过与至少一个基站连接的一条或多条线供电。所述闪烁物质是液态闪烁体。所述闪烁物质发出的光通过波长漂移纤维透射到所述光敏检测器。所述闪烁物质包含闪烁纤维。本发明的上述和其它实施例将在附图和下面提供的详细描述中进行更深刻描述。
本发明的这些和其它特征和优点将被认识到，因为当结合附图加以考虑时，通过参阅如下详细描述它们更好被理解，在附图中图I示出了部署在交界上的本发明的辐射威胁监视系统的实施例；图2示出了在一个实施例中用作长检测器的帕诺夫斯基长电离室(PLIC)同轴电缆、如本发明采用的长检测器的横截面图；以及图3示出了依照本发明的一个实施例、包含闪烁材料的长检测器的横截面图。
具体实施例方式本发明针对可以以最小运行负担实现、和在与沿着地面通道运输有关的范围有效的一种辐射威胁检测系统。本发明的辐射威胁检测系统采用长检测器(LD)电缆，并且适合在一般沿着州界或国界出现的苛刻环境条件下部署。在一个实施例中，本发明的辐射威胁检测系统包含一条或多条长检测器电缆，用于传送发出电离辐射的放射性材料在其中诱发的电离电流；用于测量LD产生的信号的与一个或多个LD连接的一个或多个基站，每个基站记录测量的信号；以及与一个或多个基站通信的中心站，用于收集记录的测量。
在一个实施例中，该放射性材料是像“特殊核材料(SNM) ”那样的可裂变威胁材料。在一个实施例中，该系统用于监视跨过州界或国界的放射性材料，从而沿着州界或国界部署LD。在另一个实施例中，该系统用于监视被带到代表威胁目标的区域的预定距离内的放射性材料，而在另一个实施例中，该系统用于无源地扫描来往车辆。在一个实施例中，该LD通过将LD嵌入道路的各段内部署在该系统中。在另一个实施例中，该LD像通过附在桩子上那样，通过躺在地上部署在该系统中。在又一个实施例中，该LD通过挂在常用杆子上面部署在该系统中。 在一个实施例中，每个基站包含测量LD产生的信号的读出电子线路。此外，在一个实施例中，中心站通过有线网络与一个或多个基站通信，而在另一个实施例中，中心站通过无线网络与一个或多个基站通信。在又一个实施例中，中心站通过一条或多条光纤通道与一个或多个基站通信。
在一个实施例中，每个基站由在白天期间通过太阳能电池再充电的可再充电蓄电池供电。在另一个实施例中，一个或多个基站由电网供电。并且，在一个实施例中，一个或多个基站无操作人员看管，以及配有可视地监视预定区域的一台或多台红外摄像机。在一个实施例中，该系统进一步包含检测干扰系统的尝试的一个或多个传感器。此外，在一个实施例中，该系统包含部署在一个或多个基站中的传感器，用于通过如下步骤检测LD的切断通过LD周期性地发送信号；确定该信号是否被LD的端部反射；如果在该传感器上未接收到反射信号，则检测到LD的切断；确定发送信号的时间与接收反射信号的时间之间的时间差；以及如果在预定时段之前接收到反射信号，则检测到LD的切断，该预定时段取决于LD的已知长度。在另一个实施例中，该系统包含部署在第一基站和第二基站的每一个中的传感器，该第一和第二基站分别与LD的第一和第二端连接，该传感器通过周期性地将信号从第一基站发送到第二基站，以及确定第二基站是否在预定时间内接收到该信号，检测LD的切断。在一个实施例中，基站周期性地向中心站发送表达该基站的一个或多个部件的健康状态的预定状态消息，如果在一个或多个预定时间间隔上未接收到预定状态消息，则该中心站确定该基站出故障。在一个实施例中，使用LD的三条平行线使该系统三重冗余。在一个实施例中，该LD是帕诺夫斯基长电离室(PLIC)，PLIC是包含被至少一个外高压电极同心地围绕的至少一个内信号电极的供给高压的充气同轴电缆。内外电极被围绕内电极的隔离物分开，增加了提高PLIC的灵敏度的内外电极的数量。在一个实施例中，该隔离物是耐高压的陶瓷材料。此外，在一个实施例中，该内电极由导电材料制成。在一个实施例中，密封之前，该隔离物充有处在I到20大气压的范围内的压强上的可辐射电离电介质。但应该注意，其它压强范围是可能的，而I到20大气压的范围作为示范性实施例提出。这个实施例将在下面参照图2作更详细描述。在另一个实施例中，LD包含闪烁材料和波长漂移纤维，以便吸收闪烁光和将闪烁光沿着检测器的长度透射到周期性检测器。这个实施例将在下面参考图3作更详细描述。本发明针对多个实施例。提供如下公开以便使本领域的普通技术人员能够实施本发明。用在本说明书中的语言，不应该解释为对任何一个特定实施例的一般性否认，或用于超出这里使用的术语的含义地限制权利要求。这里定义的一般原理，可以不偏离本发明的精神和范围地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，本发明要与包含与公开的原理和特征一致的许多替代、修改和等效的最宽范围一致。为了简洁起见，与在与本发明有关的技术领域中已知的技术材料有关的细节不作详细描述，以便不会不必要地�：痉⒚�。图I示出了依照本发明的一个实施例的辐射威胁监视系统100。该系统100包含多条长检测器电缆105(下文称为“LD”)，每条电缆在其一端或两端上与基站110连接，以便读出辐射诱发信号。在一个实施例中，采用了在两端读出的延伸到一英里的LD。在各种实施例中，基站的范围可以在几百英尺到几英里之间变化，并且在一段LD上采用的基站的数量取决于成本效率比。在一个实施例中，该系统100像通过使用不止一条LD线105那样采用冗余。在一个实施例中，LD是帕诺夫斯基长电离室(PLIC)，并且基站110包含读出电子线路，用于检测和测量作为“电离事件”的结果由离子或带电载体在LD 105内的运动诱发的电离电流信号。“电离事件”包含像放射性材料或“特殊核材料(SNM)”那样的辐射/可裂变威胁材料来到LD 105的附近，并且作为来自辐射威胁材料的电离辐射的结果在LD 105内诱发电离电流。在另一个实施例中，LD包含闪烁物质，并且基站110包含从电缆中的光 敏元件接收信号的读出电子线路，该光敏元件收集作为如这里所定义的“电离事件”的结果来自闪烁物质的光子。在一个实施例中，LD是在它们的内部容纳至少一个电离室的细长电缆。按照本发明的一个方面，基站110通过有线和/或无线网络连接，包括通过电缆、无线、蜂窝式或卫星传输，与中心站或地点(未示出)通信。在一个实施例中，光纤通道沿着LD 105串起来，从而将基站110与中心监视和/或数据收集站或地点连接。本发明的辐射威胁监视系统100可在多种状况下部署成检测和监视辐射威胁。在一个实施例中，该系统100被部署成保护国与国之间的开放边界，像纵向地沿着边界嵌入LD 105的整个美国-墨西哥边界和/或跨过道路的边界那样。本发明的系统100有利地利用了以合理成本构建和部署可以抵御苛刻环境条件的足够长LD 105的能力。在一个实施例中，当用于开放边界保护时，基站110是无人看管的，通过带有在白天期间再充电的太阳能电池的可再充电电池、和可视地监视该区域的红外摄像机来操作。在一个替代实施例中，基站Iio由电网供电。在一个实施例中，该系统100检测走过边界或道路从而使辐射威胁材料进入所部署LD 105的附近的人携带的辐射威胁材料。由于放射性和核材料的性质，随威胁材料与LD之间的距离每减小2个因子，检测威胁材料的能力增加4个因子。因此，要求检测器尽可能接近威胁材料，这可以通过检测器-到-威胁材料距离不可避免地非常小的本发明来实现。例如，当携带于背包中时，在一个实施例中，那个距离在最接近点上是三到五英尺的数量级。LD 105也可以沿着国界或州界上，城市外围或内部的战略位置上，以及像白宫或州议会大厦附近那样可能代表机会的目标的其它地点内或附近的道路的各段部署，或嵌入其中。在一个实施例中，该系统100用于不引人注目和无源地扫描来往车辆。作为一个例子，如果一英里道路装有一个或多个LD，则可以无源地扫描以60英里每小时行驶的车辆一分钟的持续时间。在一个实施例中，像通过附在桩子上那样，LD 105躺在地上。在另一个实施例中，将LD 105挂在如用于电线的那些的杆子上。在又一个实施例中，将LD 105嵌入铺筑路面中的覆盖轨道中，尤其当部署在道路中时。可以将LD嵌入道路中深达几英寸。可以将它们嵌得更深些，但铺筑路面和超覆层构成从威胁材料发出的辐射的屏蔽，较深掩埋将导致LD的较低灵敏度。按照本发明的另一个方面，本发明的系统100使用传感器来检测像尝试切断LD105那样的干扰尝试(tempering attempt)。在一个实施例中，传感器(未示出)位于基站内。为了检测LD的切断，可以使用多种方法。一种方法是通过电缆周期性地发送信号，并等待反射信号回来，其中从通过电缆发送信号时到反射信号返回时的时间差是电缆长度的测量。损坏或切断的电缆导致反射信号的缺失和/或反常的时间差。另一种方法是将LD与两个基站连接，任一端上一个，并从一个基站到另一个基站周期性地发送信号。损坏或切断的电缆导致信号不到达第二基站。另一种示范性方法牵涉到监视每条LD检测的背景辐射水平。如果在预定时间内未检测到背景信号，则LD可能功能失常。替代地，如果检测到错误信号，则LD可能有缺陷，或可能检测到威胁的存在。在任一情况下，报警都是合适的，因为需要进一步行动。如在电路维护方面的技术人员所知，存在许多检测电缆中的断裂的其它方法。 也存在监视对基站110的干扰的系统。在一个实施例中，周期性地将状态消息发送给中心站。在一个实施例中，该状态消息被编码和/或包含序列号。损坏或受到干扰的基站将发送表示其系统中的一个或多个系统不起作用的状态消息，或将完全无法发送状态消息。在一个实施例中，损坏或受到干扰的基站可能发送不正确编码的消息。指示一个或多个系统不起作用的状态消息或一点也没有状态消息是引起报警的事件。在一个实施例中，本发明的系统100是冗余的，并且采用多条平行LD105。在一个实施例中，本发明的系统100是三重冗余的，并且采用三条平行LD 105。在各种实施例中，本发明至少采用三条LD以便使系统冗余，因为如果只采用两条LD而其中的信号不同，则不可能检测到两个信号的哪一个是正确的。因此，使用三条或更多条LD，以便可以检测是否它们其中之一读取未得到它们中的其它证实的反常信号。在一个实施例中，LD 105是供给高压的充空气或充气同轴电缆的帕诺夫斯基长电离室(下文称为“PLIC”)。图2示出了 PLIC的一个实施例的横截面图，该PLIC包含内/中心信号电极205被外高压电极215同心地围绕的同轴电缆200。电极205、215被隔离物210相互分开，在一个实施例中，隔离物210在同轴电缆200的整个长度上，以螺旋或盘旋形式围绕信号电极205。在一个实施例中，隔离物210是陶瓷或合成材料，像聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、或足够耐高压和环境�：Σ⑶叶杂诒玖煊虻募际跞嗽崩此迪匀坏娜魏纹渌铣刹牧�。在一个实施例中，隔离物是与LD —样长和占据最小容积的螺旋塑料机件。隔离物使中心导体保持在适当位置，但允许电子和离子自动流动到阳极和阴极。内信号电极205是例如铜线或铜棒，虽然可以使用本领域的普通技术人员已知的任何其它导电材料。围绕高压电极215是像铜管那样在某些环境下可以是波纹管的管。本领域的普通技术人员会懂得，在替代实施例中，内电极205是高压电极，而外电极215是信号电极。在一个实施例中，内外电极的直径从O. 5英寸到10英寸，设备的灵敏度随直径增大而提闻。在一个实施例中，当用作PLIC时，两个电极205、215之间的环形空间充有在I到20大气压的范围内的压强的可辐射电离电介质，然后被密封。该电介质可以是空气或像95%氩气和5%C02的混合物那样的气体混合物，虽然可以有利地使用本领域的技术人员已知的许多其它气体。将250V与1000V之间的电压施加于高压电极，并将读出电子线路安装在电缆的一端或两端。当像核或“特殊核材料(S匪)”那样的放射性材料来到PLIC的附近时，从该核或S匪材料发射的辐射使电介质电离。在存在电场的情况下，产生的正离子附在阴极(带负电导体)上，因此经历了阴极方向的拉动，而负离子和电子附在阳极(带正电导体)上，因此经历了阳极方向的拉动。这种离子吸引跨越电极诱发了通过读出电子线路测量的电离电流信号。图3示出了依照本发明的一个实施例、包含闪烁材料的长检测器的横截面图。如图3所例示，LD 300是充有液态或柔性固态形式的闪烁物质310的闪烁检测器。闪烁物质310受到电离辐射撞击时发光。可以使用任何可用液态或固态塑料纤维闪烁物质。在一个 实施例中，闪烁物质310是液态闪烁体，并且发的光使用波长漂移纤维320来收集，并透射到光敏检测器330。光敏检测器330的例子包括光电二极管或光电倍增管。在一个实施例中，光敏检测器330遍及LD 300的长度周期性地排列着。光敏检测器330本身通过贯穿LD300的长度的至少一条线340供电和通信。在另一个实施例中，一串像光电二极管那样的光敏检测器330遍及LD 300的长度存在，通过贯穿LD 300的长度的至少一条线340供电和通信。在另一个实施例中，闪烁物质310包含一种或多种闪烁纤维。在纤维内产生的光被输运到一个或多个光敏检测器330，所述一个或多个光敏检测器330遍及LD 300的长度间隔地放置，通过贯穿LD 300的长度的至少一条线340供电和通信。在其它实施例中，光反射涂层存在于LD 300的内表面上，并且围绕闪烁物质310，并存在于不是光敏元件的任何线和物体上。回头参照图1，LD 105起如下作用指示在LD附近携带放射性材料的受测者的“电离事件”或多个电离事件的位置敏感检测器。在一个实施例中，“受测者”是携带像S匪那样的未屏蔽或轻度屏蔽的放射性/可裂变威胁材料的人、车辆或容器。可能屏蔽放射性材料和S匪，使得少有电离辐射逃出屏蔽。在这样的情况下，随着受测者将该材料带过LD，标准LD对它们不敏感。但是，适当屏蔽实质数量的放射性材料或S匪将会是相当重的，并且由一个或几个个体携带将会是不切实际的。因此，由任何受测者携带充分屏蔽的材料跨过LD是不可能的。在另一个实施例中，LD包含氟化硼(BF3)气体，并且被像聚乙烯那样，作为能够使中子慢下来的材料的慢化剂围绕着。一些放射性材料以及所有SNM，除了 Y射线还发出中子。中子不能很好地电离气体。但是，在围绕LD的慢化剂中慢下来之后，中子与气体中的硼10原子的原子核反应，然后每个硼10原子核衰变成锂原子核和α粒子。锂原子核和α粒子以相对高的能量发出，并且能够电离BF3气体。然后，如上所述，像电极之间的电流那样检测这种电离。当对发出像Y射线那样的电离辐射将放射性材料和S匪屏蔽得很好时，发出的中子将仍然容易地穿过这样的屏蔽。在另一个实施例中，LD的外导体的内表面被涂上硼，并充有像这里所讨论的氩/C02混合物那样的气体。在这种情况下，在围绕LD的慢化剂中慢下来之后，中子与涂层中的硼10原子的原子核反应，然后每个硼10原子核衰变成锂原子核和α粒子。锂原子核或α粒子以相对高的能量发出，并且能够电离气体。
也可能对发出中子来屏蔽威胁材料。这通常使用像聚乙烯那样的大量含氢材料来实现。当对Y射线和中子两者将威胁材料屏蔽得很好时，如在无源检测领域中所知，通过无源装置难以检测它们。但是，由于重量和体积，可以手提对Y射线和中子两者都屏蔽得很好的材料跨过地面通道是不可能的。当包含读出电子线路的基站110只 安装在LD 105的一端时，另一端是无端接的或端接了电容器，以便使电离电流或信号在那个方向行进，随后被反射到基站端。对于非常迅速发生的多个事件或单个电离事件，直接信号与反射信号 之间的到达时间差提供了沿着LD电缆105在哪里发生事件的指示。在另一个实施例中，包含读出电子线路的基站110安装在LD电缆105的两端。这种配置用于检测如下放射性材料的存在该放射性材料由一个或更多人携带，所述人在大致垂直方向走到LD 105，导致一系列“电离事件”——频率和/或强度首先增大然后减小。在这样的情形下，有可能在最大强度期间，各个信号是不可分离的，这可能导致单独使用反射确定信号沿着LD电缆的地点的问题。为了应对这种挑战，在LD电缆105的两端提供了读出子站110，其利用电离电流信号到达两端的定时结果确定“电离事件”的地点。在另一个实施例中，基站110收集来自嵌入电缆中的光敏元件的信号。如对于本领域的普通技术人员将显而易见的，通过添加适当电子线路，可以将光敏元件构造成发送位置信息。应该注意到，LD也将受到如下的通常出现在背景中的辐射来自存在于环境中的天然放射性材料，来自宇宙辐射，或来自闪电产生的电离辐射。但是，这些事件发生在沿着LD的长度的随机地点，而放射性材料或S匪的通过发生在具有可预测时间特征的一个或多个特定地点，允许系统将自然背景与放射性材料或S匪的通过区分开。LD本质上不是最灵敏的辐射检测器，为了提供可检测信号，必须使用相当数量的放射性材料。如本领域的技术人员所知，可以通过若干手段来提高LD的灵敏度，包括使用电极两端更高的电压，更高的气体压强或使用其它气体。在一个实施例中，像多数盖革(Geiger)管那样，LD工作在极高电压，其中电离事件导致像火花那样的气体击穿。然后，必须通过保证电极两端的电压迅速下降以便使火花不会过度地持续来保护LD免受伤害。这可以通过将电阻与高压电源串联来实现一旦可观的电流在电极之间流动，那个电流也使电极两端的电压下降。如果电流是火花引起的，则降低的电压导致火花终止。在另一个实施例中，LD工作在适度高压，但修改内(带正电)导体(阳极)，在于它沿着它的整个长度存在尖锐的凸部。这样的配置在本领域中已知为“漂移室”。在一个实施例中，通过包裹围绕主内导体的极细导线形成凸部，该细线造成该凸部。在另一个实施例中，内导体沿着其整个表面含有多个小钉。这些凸部用于局部提高电场的梯度。在本领域中已知为“气体放大”的过程中，通过气体漂移到阳极的电子将在高电场梯度的区域中加速，并且使周围气体分子电离。这种气体放大用于提高设备的灵敏度。上面的例子仅仅例示了本发明的系统的许多应用。尽管这里只描述了本发明的几个实施例，但应该明白，可以不偏离本发明的精神或范围地以许多其它特定形式实施本发明。因此，当前的例子和实施例应该被认为是例示性的而非限制性的，并且可以在所附权利要求书的范围内对本发明加以修改。
权利要求
1.一种福射威胁监视系统,其包含 a.至少一条电缆，其具有传送电离电流的封闭、细长内部容量，所述电离电流是当放射性材料在离所述至少一条电缆预定距离之内时，由发出电离辐射的放射性材料在所述至少一条电缆内诱发的；以及 b.与所述至少一条电缆耦合的至少一个检测器，用于测量与所诱发的电离电流相对应的信号，其中所述至少一个检测器记录测量的信号。
2.如权利要求I所述的系统，其中所述放射性材料是可裂变材料。
3.如权利要求I所述的系统，其中所述电缆是帕诺夫斯基长电离室。
4.如权利要求I所述的系统，进一步包含第二电缆，其具有传送电离电流的封闭、细长内部容量，所述电离电流是当放射性材料在离所述第二电缆预定距离之内时，由发出电离辐射的放射性材料在所述第二电缆内诱发的。
5.如权利要求I所述的系统，其中所述第一电缆与所述第二电缆平行。
6.如权利要求4所述的系统，进一步包含与所述第二电缆耦合的第二检测器，用于测量与所诱发的电离电流相对应的信号，其中所述第二检测器记录测量的信号。
7.如权利要求6所述的系统，其中监视站与所述至少一个检测器和第二检测器数据通 目。
8.如权利要求I所述的系统，进一步包含适于检测干扰所述系统的尝试的至少一个传感器。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述至少一个传感器适于通过经由所述至少一条电缆周期性地发送信号，检测所述至少一条电缆的端部何时反射信号，来检测所述至少一条电缆的切断；当未检测到反射信号时，确定所述至少一条电缆的切断；计算发送信号的时间与接收反射信号的时间之间的时间差；并且如果在预定时段之前接收到反射信号，则检测所述至少一条电缆的切断。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述预定时段取决于所述至少一条电缆的长度。
11.如权利要求8所述的系统，其中所述至少一个传感器周期性地向监视站发送表达所述系统的运行状态的预定状态消息，其中如果在预定时间间隔未接收到状态消息，则所述监视站确定所述系统出故障。
12.如权利要求I所述的系统，其中所述至少一条电缆包含适于传送电压的充气同轴电缆，其中所述同轴电缆包含被至少一个外电极同心地围绕的至少一个内信号电极，其中所述内和外电极被围绕所述内电极的隔离物分开，并且其中所述外电极与所述内电极相比处在较高电压。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述隔离物是耐高压的陶瓷材料。
14.如权利要求12所述的系统，其中所述内电极包含导电材料。
15.如权利要求12所述的系统，其中密封之前，所述隔离物包含处在I到20大气压的范围内的压强的可辐射电离电介质。
16.如权利要求I所述的系统，其中所述至少一条电缆包含闪烁物质和沿着所述至少一条电缆的长度排列的多个光敏检测器。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述闪烁物质是液态闪烁体。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述闪烁物质发出的光通过波长漂移纤维透射到所述光敏检测器。
19.如权利要求16所述的系统，其中所述闪烁物质包含闪烁纤维。
20.一种监视放射性材料的方法，其包含 a.放置至少一条电缆，其具有传送电离电流的封闭、细长内部容量，所述电离电流是当放射性材料在离所述至少一条电缆预定距离之内时，由发出电离辐射的放射性材料在所述至少一条电缆内诱发的； b.使用与所述至少一条电缆耦合的至少一个检测器测量与所诱发的电离电流相对应的信号；以及 c.根据所述测量，确定放射性材料是否在离所述至少一条电缆预定距离之内。
21.如权利要求20所述的方法，其中将所述至少一条电缆放置在接近来往车辆，以便无源地对来往车辆进行放射性材料扫描。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述至少一条电缆通过将其嵌入铺砌路面的一段内来放置。
23.如权利要求20所述的方法，其中所述至少一条电缆通过让其躺在地上来放置并附在多个桩子上。
24.如权利要求20所述的方法，其中所述至少一条电缆通过将其挂在多条杆子上来放置。
25.如权利要求20所述的方法，进一步包含放置第二电缆，其具有传送电离电流的封闭、细长内部容量，所述电离电流是当放射性材料在离所述第二电缆预定距离之内时，由发出电离辐射的放射性材料在所述第二电缆内诱发的。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述第一电缆与所述第二电缆平行放置。
27.如权利要求25所述的方法，进一步包含使用第二检测器测量与所诱发的电离电流相对应的信号。
全文摘要
本说明书公开了一种能够抵御苛刻环境条件的辐射威胁监视系统。该系统含有(a)一条或多条电缆，用于测量当放射性材料来到电缆的预定距离内时由发出电离辐射的放射性材料诱发的信号；(b)与一条或多条电缆连接的一个或多个站，用于测量和记录所诱发的信号；以及(c)与一个或多个站通信的中心站，用于收集所记录的测量。放射性材料包括像“特殊核材料(SNM)”那样的可裂变威胁材料。
文档编号G01N33/00GK102947699SQ201180030219
公开日2013年2月27日 申请日期2011年4月14日 优先权日2010年4月19日
发明者W.G.J.兰格韦德 申请人:拉皮斯坎系统股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
