Досмотровая рентгеновская техника и основы ее функционирования
Введение
В статье 107 Таможенного кодекса Таможенного Союза, указывается, что «В целях сокращения времени проведения таможенного контроля и повышения его эффективности таможенными органами могут использоваться технические средства таможенного контроля, перечень и порядок применения которых устанавливаются законодательством государств - членов таможенного союза».
Технические средства таможенного контроля (ТСТК) - это комплекс специальных технических средств, применяемых таможенными службами непосредственно в процессе оперативного таможенного контроля всех видов перемещаемых через государственную границу объектов с целью выявления среди них предметов, материалов и веществ, запрещенных к ввозу и вывозу, или не соответствующих декларированному содержанию.
Все более широкое использование таможенниками современных технических средств при проведении таможенного контроля - это объективная реальность. Объем и разнообразие перемещаемых через границу товаров и транспортных средств настолько велики, а способы сокрытия контрабандных товаров настолько изощренные, что быстрый и эффективный таможенный контроль невозможен без их применения.
Потребность в создании досмотровой техники возникла после ряда террористических актов, захвата воздушных судов и других транспортных средств, повлекших за собой не только материальный ущерб, но и человеческие жертвы. Возникла необходимость контроля пассажиров, их ручной клади и багажа в целях недопущения возможности проноса оружия, взрывчатых средств и других предметов, которые могут представлять опасность. В связи с этой проблемой во всех ведущих странах начались работы по созданию эффективной досмотровой техники и организации ее производства.
В России эта проблема возникла в 1978 г., когда в рамках подготовки к Московской Олимпиаде было обнаружено, что аэропорты страны, которые должны были принимать гостей и участников Олимпиады, не оборудованы средствами защиты от террористических и других вандальных актов.
С этого момента началась разработка досмотровой техники, оснащение ею таможенных органов, а также совершенствование технических средств досмотровой техники, направленное на расширение условий их применения, которые позволили бы контролировать не только проносимые личные вещи и багаж, но и владельцев этих предметов.
В виду всего вышесказанного данная тема курсовой работы является актуальной. Актуальность темы также заключается в том, что технические средства таможенного контроля служат как для эффективного предотвращения террористических актов и незаконного перемещения товаров, так и для сокращения времени на таможенное оформление товаров, перемещаемых физическими и юридическими лицами.
Цель данной работы является изучение основ применения технических средств досмотровой рентгеновской техники и ознакомление с принципами их работы и работы с ними.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнение следующих задач:
- изучение понятия и физических основ рентгеновских методов контроля;
- изучение основных принципов применения досмотровой рентгеновской техники;
- определение основных направлений развития применения ДРТ при таможенном контроле.
1. Досмотровая
рентгеновская техника и
1.1. Понятие и физические основы рентгеновских методов контроля.
В 1895 году немецкий физик В.Рентген открыл новый, не известный ранее вид электромагнитного излучения, которое в честь его первооткрывателя было названо рентгеновским. Было установлено, что это излучение обладает целым рядом удивительных свойств. Во-первых, невидимое для человеческого глаза рентгеновское излучение способно проникать сквозь непрозрачные тела и предметы. Во-вторых, оно способно поглощаться веществами тем интенсивнее, чем больше их атомный (порядковый) номер в периодической системе Менделеева. В-третьих, рентгеновское излучение вызывает свечение некоторых химических веществ и соединений. В-четвёртых, рентгеновские лучи обладают линейным характером распространения. Эти свойства рентгеновских лучей и используются для получения информации о внутреннем содержании и строении "просвечиваемых" ими объектов без их вскрытия.
Рентгеновские лучи в "табеле о рангах"- шкале электромагнитных волн, - имея диапазон длин волн от 0,06 до 20 ангстрем (IA=10-10 м), занимает место между ультрафиолетовым излучением и гамма-лучами (Рис. 1) и характеризуется энергией квантов от единиц килоэлектронвольт до сотен мегаэлектронвольт. Рентгеновское излучение образуется двумя путями. Первый - в результате торможения быстро движущихся электронов в веществе, так называемое "тормозное" излучение, второй – в результате изменения энергетического состояния атомов вещества, т.н. "характеристическое" излучение. Физику явлений можно показать на примере работы рентгеновской трубки, как специального электровакуумного высоковольтного прибора, предназначенного для генерирования рентгеновского излучения.
Шкала электромагнитных волн.
Рисунок.1
На Рис. 1 схематично представлены основные узлы рентгеновской трубки: катод (1) нить накала (2), стеклянная или керамическая колба (3), анод (4) и источник высокого напряжения (5). Получение рентгеновского излучения осуществляется путём бомбардировки анода трубки пучком электронов, ускоренных приложенным к её электродам напряжением. Источником электронов является катод с нитью накала из вольфрамовой проволоки, который нагревается до высокой температуры (примерно 2500°С).
Схема основных узлов рентгеновской трубки
Рисунок. 2
Фокусировка потока электронов
в узкий пучок достигается
оптимальным выбором
Оптические свойства рентгеновской трубки определяются формой и размерами оптического фокуса трубки, а также углом раствора пучка излучения. Кроме тормозного излучения при бомбардировке анода электронами возникает характеристическое рентгеновское излучение, вызванное, как уже говорилось, изменением энергетического состояния атомов. Если один из электронов внутренней оболочки атома выбит электроном или квантом тормозного излучения, то атом переходит в возбужденное состояние. Освободившееся место в оболочке заполняется электронами внешних слоев с меньшей энергией связи. При этом атом переходит в нормальное состояние и испускает квант характеристического излучения с энергией равной разности энергии на соответствующих уровнях. Частота характеристического рентгеновского излучения связана с атомным номером (Z) вещества анода. В отличие от непрерывного спектра тормозного рентгеновского излучения длины волн характеристического рентгеновского излучения имеют вполне определённые для данного материала анода значения.
При прохождении через
исследуемое вещество пучок рентгеновского
излучения ослабляется
Фотоэлектрическое поглощение рентгеновского излучения происходит при взаимодействии фотонов рентгеновского излучения с атомами вещества. Фотоны, попадая на атомы, выбивают электроны с внутренней оболочки атома. При этом первичный фотон полностью расходует свою энергию на преодоление энергии связи электрона в атоме и сообщает электрону кинетическую энергию. В результате энергетической перестройки атома, происходящей после вылета из атома фотоэлектрона, образуется характеристическое рентгеновское излучение, которое при взаимодействии с другими атомами может вызывать вторичный фотоэффект. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока энергия фотонов не станет меньше энергии связи электронов в атоме. Очень важно отметить, что процесс ослабления излучения при прохождении через вещество зависит не только от энергии фотонов и длины волны излучения, но и от атомного номера вещества, в котором происходит фотоэлектрическое поглощение.
Образующееся
при прохождении через вещество
рассеянное излучение либо обусловлено
тем, что под действием
Таким образом, в результате фотоэлектрического поглощения рентгеновского излучения в веществе и рассеяния - часть энергии первичного излучения остаётся в виде характеристического и рассеянного излучения, часть энергии поглощается, а часть -преобразуется в энергию заряженных частиц - электронов.
Прошедшее через
предмет или вещество рентгеновское
излучение ослабляется в
Основными требованиями к преобразователям рентгеновского изображения являются: максимальная информативность рентгеновского изображения при минимально возможной поглощённой дозе излучения просвечиваемым объектом и оптимальное преобразование рентгеновского изображения в оптическое, обеспечивающее получение оператором максимума информации, содержащейся в теневом рентгеновском изображении.
Качество рентгеновского изображения в основном определяется: контрастностью, яркостью, не резкостью и разрешающей способностью
Контрастность
изображения тем выше, чем меньше
уровень рассеянного излучения.
Реальные источники излучения дают
расходящийся пучок лучей, выходящий
из фокусного пятна анода
Не резкость
изображения определяется явлением
рассеяния и конечными
Яркость изображения - это отношение силы света элемента излучающей поверхности к площади проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения. Яркость изображения в значительной степени, кроме мощности источника рентгеновского излучения, зависит от свойств применяемых рентгеновских экранов и детекторов, которые характеризуются достаточно высокими параметрами энергетического выхода люминесценции, высоким уровнем поглощения и высоким коэффициентом спектрального соответствия глазу человека (только при рентгеноскопии).
Разрешающая способность - это способность давать чёткие раздельные изображения двух близких друг к другу мелких объектов. Пределом разрешения называется наименьшее линейное (для досмотровой рентгеновской техники) или угловое расстояние между двумя объектами, начиная с которого их изображения сливаются. В практике принято оценивать величину разрешающей способности числом линий на 1мм, причём толщина линий равна толщине промежутков между ними.
1.2. Классификация
досмотровой рентгеновской
Досмотровая рентгеновская техника как вид аппаратуры интроскопии предназначена для получения визуальной информации о внутреннем устройстве и содержимом контролируемого объекта таможенного контроля.
Целями таможенной интроскопии объектов являются: установление принадлежности находящихся в них предметов к определенным группам, видам, классам, типам, выявление в контролируемых объектах характерных конструктивных признаков тайников или сокрытых вложений, а также предметов, подозрительных на определенные конкретные виды предметов таможенных правонарушений. В процессе данного таможенного действия оперативный работник, анализируя на экране аппаратуры интроскопии визуальное изображение внутреннего строения контролируемого объекта, по совокупности характерных индивидуальных признаков и сохранившимся в его памяти мысленным образам узнает назначение и принадлежность предметов. Самым важным и сложным в данном действии является знание совокупности характерных признаков и способов устройства тайников и внешнего вида предметов таможенных правонарушений и умение выявлять их на фоне значительного множества иных маскирующих элементов (нелогичных пустот, преград, уплотнений и др.).
Досмотровая рентгеновская
техника (ДРТ) – это первый и основной
класс технических средств
В зависимости от видов указанных в определении объектов контроля, перемещаемых через таможенную границу, принятой технологии таможенного контроля на конкретном участке и условий, в которых он осуществляется, досмотровая рентгеновская техника (ДРГ) может быть классифицирована следующим образом:
1. ДРТ для контроля содержимого ручной клади и багажа с пассажиров и транспортных служащих.
2. ДРТ для
углублённого контроля
3. ДРТ для
контроля содержимого
4. ДРТ для
контроля содержимого
Исходя из условий, в которых осуществляется таможенный контроль, можно выделить следующие два их вида: стационарные и оперативные.
Стационарные условия - это условия, когда таможенный контроль осуществляется в специально выделенных для этих целей помещениях, постоянно или временно принадлежащих таможенной службе, где стационарно установлены необходимые для контроля технические средства, применительно к конкретным видам объектов таможенного контроля и установленных для них технологий контроля. Это - пассажирские досмотровые залы аэро- и автовокзалов, железнодорожных станций, морских и речных вокзалов, помещения складов, пакгаузов, закрытых грузовых площадок, почтамтов, а также специально построенные таможенные инспекционно-досмотревые комплексы (боксы).
Оперативные условия - это условия, когда таможенный контроль осуществляется в местах, где стационарная установка в них технических средств таможенного контроля невозможна или нецелесообразна. Например, в связи с малыми объёмами досмотровых операций или ввиду их нерегулярности и эпизодичности в этих местах.
Однако прежде чем приступить к детальному описанию имеющейся на вооружении таможенных органов досмотровой рентгеновской техники, необходимо предельно кратко изложить физические основы рентгеновских методов контроля.
1.3. Принципы
построения досмотровой
С оперативно-технической точки зрения досмотровая рентгеновская техника должна удовлетворять следующим основным требованиям:
- обеспечивать
возможность однозначного
- обеспечивать
радиационную безопасность
- не оказывать
воздействия рентгеновского
- обеспечивать
достаточно высокую
- обеспечивать удобство эксплуатации.
Анализ технических средств рентгеновского контроля, применяемых органами безопасности и таможенными службами ведущих капиталистических стран, показывает, что в настоящее время в практике их работы широко применяются рентгеноаппараты, основанные на двух основных принципах получения и регистрации рентгеновского изображения: флюороскопии и сканирующего рентгеновского луча.
Рассмотрим принцип флюороскопического рентгеновского контроля. Он основан на свойствах рентгеновских лучей вызывать под их действием свечение (флюоресценцию) некоторых веществ. На Рис.3 представлена принципиальная схема флюороскопической установки непосредственного наблюдения (флюороскопа).
Схема флюороскопического метода рентгеновского контроля
Рисунок. 3
Рентгеновское излучение от источника проходит через контролируемый (просвечиваемый) предмет, преобразуется на специальном флюоресцентном экране в световой рельеф, соответствующий рентгеновскому изображению объекта (т.н. "теневое изображение"), через защитное стекло визуально воспринимается оператором.
Кроме флюороскопов непосредственного наблюдения принципиально могут применяться и другие схемы построения рентгеновских установок, использующих флюороскопический метод контроля. На Рис.4 представлены классификация и схемы построения флюороскопических рентгеновских установок. В этой группе флюороскопических рентгеновских аппаратов различают, кроме установок непосредственного наблюдения (вариант"а"), следующие:
Классификация
флюороскопических рентгеновски
Рисунок. 4
- флюороскопы
с электронно-оптическими
- флюороскопы
с электронно-оптическими
- рентгенотелевизионные флюороскопы (вариант"г").
Флюороскопы с применением телевизионных устройств в свою очередь подразделяются на установки, работающие с источником излучения в непрерывном и в импульсном режимах. Импульсные установки используют кратковременные серии рентгеновских импульсов, достаточных для запоминания "теневого" изображения в телевизионном блоке памяти, наблюдение которого производится уже после воздействия излучения. Мировой опыт и технические возможности однозначно показывают, что наиболее приемлемым и находящим применение в таможенной практике является вариант построения флюороскопов по рентгенотелевизионному принципу с импульсным источником рентгеновского излучения и блоком памяти .
Одним из самых важных параметров рентгеноаппаратов является их чувствительность, определяемая в мировой практике как размеры уверенного обнаружения на экране устройства визуализации специального тест-объекта в виде эталонной медной проволочки определённого диаметра.
Принцип работы рентгеноустановок, основанный на применении метода сканирующего рентгеновского луча можно продемонстрировать на схеме Рис.5. Неподвижный рентгеновский генератор (Re) с помощью специального коллимирующего устройства формирует узкий (около 1° по толщине) веерообразный пучок рентгеновских лучей, по вертикали имеющий угол около 60°. Рентгеновские лучи, прошедшие сквозь объект контроля с помощью специальной детекторной линейки, преобразуются в электрические сигналы, которые после соответствующей обработки в блоке обработки информации, записываются устройством цифровой видеопамяти, а затем поступают на видеоконтрольное устройство монитор, трансформирующее их в видимое изображение на телевизионном экране.
На схеме показаны три основные функциональные системы рентгеновских аппаратов сканирующего типа: система управления, рентгеновская система и система получения изображения.
Мозгом системы управления
является микропроцессорный
Схема построения рентгенотелевизионного аппарата по методу сканирующего луча.
Рисунок. 5
Рентгеновская
система - содержит собственно
рентгеновский генератор,
Система получения изображения - состоит из непосредственно контура «Г-образной» детекторной линейки, куда попадает прошедшее через контролируемый объект рентгеновское излучение, и где оно превращается в видимый свет, благодаря специальным устройствам - сцинцилляторам. Сцинцилляция - это свойство определённых веществ, светящихся под действием ионизирующих излучений, к которым, как известно, и относится рентгеновское излучение. Возникновение сцинцилляций связано с тем, что при взаимодействии электронов, образованных ионизирующим излучением, с веществом сцинциллятора его возбуждённые и ионизированные атомы возвращаются в нормальное состояние с испусканием микрочастиц видимого света. Световые вспышки воспринимаются фотодиодами, которые и преобразуются ими в электрические сигналы, усиливаются и поступают в процессор детекторной линейки. Детекторные сигналы путём опроса каждого детектора всей линейки детекторов считываются и последовательно измеряются, интегрируются с помощью специальных устройств - аналоговых мультиплексоров. При отсутствии рентгеновского излучения процессор детекторной линейки измеряет фоновые величины (шумы и помехи) всех каналов детекторной линейки, переводит их цифровую форму и фиксирует в блоке памяти. При включении рентгеновского излучения эти фоновые сигналы вычитаются из общего сигнала теневого изображения, создавая качественное, чёткое (без аппаратурных шумов) изображение контролируемого объекта на чёрно-белом мониторе. Система получения изображения позволяет оператору проводить анализ теневого изображения, используя возможности электронных схем обработки записанной в памяти "картинки", обеспечивающих изменение её контрастности, выделяя более плотные предметы или создавая негативное изображение объекта.
Особо следует обратить внимание на выполнение в рентгенотелевизионных аппаратах сканирующего типа - радиационной защиты. Она делается особо тщательно и предусматривает защиту собственно рентгеновского генератора специальным свинцовым кожухом; конструкция контрольного туннеля также выполняется из металлических листов толщиной 1,5 - 2,5мм; детекторная линейка снабжается специальным свинцовым экраном; загрузочно-разгрузочные арки туннеля закрываются резиновыми свинцовосодержащими полосками (лентами), также экранирующими рассеянное рентгеновское излучение. Это, кроме обеспечения безопасности продуктов, фотоматериалов и лекарственных препаратов, позволяет добиться минимально возможных, полностью безопасных для человека доз рентгеновского излучения на поверхности аппарата.
Основными оперативно-техническими преимуществами рентгенотелевизионных аппаратов, использующих принцип "сканирующего луча" являются:
1.Отсутствие
геометрических искажений
2.Обеспечение
высокой контрастности и
3.Возможность
визуального телевизионного
4.Высокая производительность контроля за счёт применения конвейерной системы перемещения объекта контроля.
5.Возможность
контроля предметов ручной
6.Высокая радиационная безопасность операторов и окружения за счёт применения специальных защитных устройств, обеспечивающих предельно низкие дозы рентгеновского излучения на поверхности аппарата.
7.Минимальная
доза облучения
8.Возможность
углублённого анализа
9.Оперативно приемлемые габариты и вес аппаратов.
10.Возможность
оперативной работы на
11.Удобство работы
операторов за счёт
12.Создание комфортных
условий для лиц, ручная кладь
и багаж которых подвергается
контролю, за счёт применения
в аппарате
Однако, применяемые таможенными службами аппараты сканирующего типа, обладают определённым недостатком - позволяют наблюдать и анализировать объекты за один цикл контроля только в одной плоскости, что в ряде случаев затрудняет распознавание и идентификацию предметов, что снижает вероятность обнаружения контрабандных вложений. Метод формирования нескольких проекций теневого рентгеновского изображения позволяет увеличить вероятность распознавания предметов за счёт увеличения количества информации, поступающей к оператору. Этот метод позволяет оператору наблюдать одновременно или последовательно изображение нескольких проекций контролируемого объекта. Такая аппаратура, как правило, строится по двухканальной схеме, при которой оператор может наблюдать и анализировать одновременно две проекции инспектируемого объекта на одном мониторе (стереоскопический метод) или последовательно каждую из проекций на одном мониторе (двухракурсный метод).

- Досмотр товаров и транспортных средств, как одна из форм таможенного контроля
- Досмотр товаров и ТС, как одно из форм таможенного контроля
- Досрочное назначение трудовой пенсии
- Досрочное освобождение от наказания
- Досрочное прекращение полномочий президента рф
- Досрочное прекращение полномочий президента РФ
- Досрочное прекращение полномочий Президента РФ
- Дослідити пам'ять особистості як пізнавальний процес
- Дослідити стан дотримання мовних норм редагування в районних газетах
- Дослідна робота по розвитку музичних здібностей у дошкільників
- Дослідне вивчення обдарованої дитини
- Досмотр как форма таможенного контроля и его роль в таможенном оформлении товаров и транспортных средств
- Досмотровая рентгеновская техника
- Досмотровая рентгеновская техника