摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了爆炸物檢測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)手段，并針對(duì)目前常規(guī)技術(shù)手段的缺點(diǎn)和不足，重點(diǎn)介紹了中子無損探測(cè)技術(shù)在爆炸物檢測(cè)中的應(yīng)用情況，從技術(shù)原理到系統(tǒng)構(gòu)成對(duì)中子探測(cè)設(shè)備進(jìn)行了剖析，指出其相對(duì)于其他技術(shù)手段的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，本文也對(duì)爆炸物檢測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討和展望。
??????? 一、?常見爆炸物探測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介
??????? 在當(dāng)前恐怖活動(dòng)日趨嚴(yán)重的形勢(shì)下，對(duì)公共安全領(lǐng)域爆炸物（常規(guī)炸藥、液體炸藥、塑料炸藥）的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)是一項(xiàng)非常重要的工作。目前，應(yīng)用于爆炸物現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的技術(shù)手段主要有：金屬探測(cè)儀、X射線成像（透射成像、背散射成像、CT）技術(shù)、雙能X射線成像技術(shù)、化學(xué)蒸汽\顆粒分析法等[1]。
??????? 就金屬探測(cè)儀而言，是較早采用的一種查緝爆炸物的技術(shù)手段，主要采用交變電磁場(chǎng)來探測(cè)爆炸物中的金屬部件及雷管等發(fā)火裝置上的金屬元器件和電池等從而實(shí)現(xiàn)對(duì)爆炸物的探測(cè)。由于爆炸物制作工藝和技術(shù)水平的提升，現(xiàn)在爆炸物中的金屬部件越來越少，液體炸藥和塑料炸藥的出現(xiàn)，使得單一的金屬探測(cè)手段已經(jīng)無法滿足日益隱蔽化和多樣化的爆炸物探測(cè)實(shí)戰(zhàn)需要。
??????? X射線成像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)常見行李箱中不同物品的密度分辨，對(duì)箱包夾層毒品藏匿具有顯著排查效果，但無法識(shí)別物品的元素種類；另外，很多爆炸物密度與常見生活用品接近，因而，只從密度上探測(cè)爆炸物會(huì)經(jīng)常發(fā)生漏檢和虛警現(xiàn)象。雙能X射線雖然可以識(shí)別等效原子序數(shù)，但不能識(shí)別物質(zhì)種類。
??????? 化學(xué)蒸汽\顆粒分析法是一種痕量檢測(cè)技術(shù)，通過對(duì)可疑物體或人員表面進(jìn)行擦拭取樣后對(duì)試樣汽化后進(jìn)行分析，也有可以直接對(duì)環(huán)境氣體進(jìn)行取樣分析的。離子遷移譜技術(shù)和基于氣敏傳感器的電子鼻技術(shù)是在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)場(chǎng)景下被廣泛使用的痕量物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)。它們的優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)靈敏度高，對(duì)微粒的檢測(cè)精度可以達(dá)到納克級(jí)別，對(duì)氣體的檢測(cè)精度達(dá)到ppm甚至ppb級(jí)別，檢測(cè)時(shí)間短，一般在十秒左右，因而這兩種技術(shù)適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。上海世博會(huì)采用了52臺(tái)公安部第三研究所研制生產(chǎn)的爆炸物離子遷移譜探測(cè)器，有利保障了世博的安全召開。這種技術(shù)對(duì)爆炸物制作人員或者爆炸物包裹表面留下的微量痕跡具有精確探測(cè)效果，但對(duì)于密封嚴(yán)實(shí)或蒸汽壓不高的物質(zhì)，探測(cè)效果不顯著。
??????? 以上幾種技術(shù)手段是目前常用的爆炸物查緝方法，但或多或少存在一些不足，為了適應(yīng)對(duì)恐怖活動(dòng)的精準(zhǔn)打擊，中子技術(shù)、激光拉曼光譜、核四級(jí)矩共振、毫米波及太赫茲等一批新技術(shù)在不同場(chǎng)合得到一定程度的應(yīng)用，其中，中子技術(shù)的應(yīng)用前景較為廣闊，目前，在海關(guān)、港口、公路物流等領(lǐng)域正在逐步推廣應(yīng)用。
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??????? 二、?爆炸物中子查緝技術(shù)原理
??????? 犯罪分子通常都是將炸藥藏匿于行李內(nèi)的普通物品中，而這些普通物品大多是有機(jī)物品。因此，行李檢測(cè)中的首要任務(wù)是將行李中的普通有機(jī)物品與炸藥區(qū)分開。炸藥、毒品和有機(jī)物品通常都由C、N、O組成，但他們的含量卻存在明顯區(qū)別：炸藥含O量高，含N量亦高，而普通有機(jī)物品不具有N、O含量均高的特點(diǎn)（參見圖1）。在圖1右圖中，炸藥處于圖中的右方（圖中虛線內(nèi)），O、N含量高，而普通有機(jī)物品絕大多數(shù)處于圖1右圖的其他區(qū)域。這種比例關(guān)系為區(qū)分爆炸物和普通有機(jī)物品提供了可能。
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????????????????? 圖1? 炸藥和有機(jī)物中C、N、O的含量情況對(duì)比
??????? 中子感生瞬發(fā)γ譜測(cè)量是一種能夠?qū)^大體積的物品進(jìn)行實(shí)時(shí)元素組成鑒別的技術(shù)，較適宜檢測(cè)藏匿在手提行李、航空托盤和集裝箱中的爆炸物。現(xiàn)在已經(jīng)開展了多項(xiàng)關(guān)于中子技術(shù)在爆炸物檢測(cè)中的研究，如熱中子分析（TNA）、快中子分析（FNA）、脈沖快熱中子分析（PFTNA）、伴隨粒子成像（API）等。其中PFTNA法能同時(shí)測(cè)量快中子和熱中子產(chǎn)生的γ能譜，實(shí)現(xiàn)全元素測(cè)量[2]。
??????? PFTNA主要采用脈沖寬度為μs量級(jí)、脈沖間隔約為100μs的氘氚脈沖中子發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖快中子照射待測(cè)量物質(zhì)，在快中子脈沖寬度內(nèi)測(cè)量快中子引起的C和O的非彈性散射產(chǎn)生的γ射線來確定物品中的C和O的含量。在兩脈沖間隔內(nèi)就通過測(cè)量熱中子引起的N和H俘獲γ射線來確定物品的N和H含量，由物品中C、N、O、H四種元素的含量比就可以識(shí)別是否爆炸物及其類別。這種方法優(yōu)點(diǎn)在于信噪比較高。
??????? 快中子分析方法以氘氚反應(yīng)產(chǎn)生的快中子為探針，其能量達(dá)到14MeV。這種快中子與C、N、O等元素原子核相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非彈性散射。產(chǎn)生的γ射線主要有：
??????? n+14N→14N+n'+γ+5.11MeV??????????????????????? （1）
??????? n+12C→12C+n'+γ+4.43MeV??????????????????????? （2）
??????? n+16O→16O+n'+γ+6.13MeV??????????????????????? （3）
??????? 這些γ射線能量高，產(chǎn)生截面較大[3]，易于測(cè)量，且強(qiáng)度與被測(cè)物品中相應(yīng)的C、N、O的含量成正比。通過測(cè)量這些γ射線的能譜，并確定其強(qiáng)度，可以得到炸藥和有機(jī)物品中C、N、O的含量，進(jìn)而將炸藥從普通有機(jī)物品中區(qū)分開，實(shí)現(xiàn)爆炸物探測(cè)的目的。
??????? 在快中子分析技術(shù)中，伴隨粒子成像技術(shù)（API）具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它通過采用位置靈敏的α探測(cè)器測(cè)量氘氚反應(yīng)時(shí)伴隨中子產(chǎn)生的α粒子的位置，結(jié)合氘氚反應(yīng)時(shí)的中子n和α粒子（兩者運(yùn)動(dòng)方向相反，接近180o,參見圖2）的時(shí)間關(guān)系，即可確定中子飛行距離（圖2中Z方向），從而可以得到爆炸物的空間分布情況。API的空間分辨率很大程度上依賴于小直徑靶的中子管[4]。
??????? API法可以給出CNO三種元素含量的空間分布圖和粗略輪廓，從而有效識(shí)別任意形狀的爆炸物。這種方法具有較高的空間分辨率和較強(qiáng)的識(shí)別能力，但對(duì)中子發(fā)生器和測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)要求較高[5]。