PINS3-CF化學(xué)品和爆炸物識(shí)別系統(tǒng)
便攜式同位素中子能譜分析(PINS)化學(xué)品識(shí)別系統(tǒng)將最新的化學(xué)品分析識(shí)別技術(shù)與業(yè)界領(lǐng)xian的ORTEC trans-SPEC-N高純鍺平臺(tái)相結(jié)合。PINS3-CF采用堅(jiān)固耐用的設(shè)計(jì),通過(guò)消除液氮、降低運(yùn)行成本、輕量化現(xiàn)場(chǎng)部署設(shè)備和內(nèi)置的化學(xué)品自動(dòng)識(shí)別功能,提供了前所未you的價(jià)值。
其他化學(xué)品分析和識(shí)別系統(tǒng)需要采樣、打開(kāi)甚至運(yùn)輸?shù)绞芸卦O(shè)施進(jìn)行測(cè)量,與之相反,PINS3-CF系統(tǒng)可以在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)容器和密封容器進(jìn)行精確的測(cè)量。現(xiàn)在可以在任何環(huán)境條件下檢測(cè)潛在的化學(xué)品和爆炸物,即使在高溫環(huán)境中也不例外。
PINS3-CF便攜式化學(xué)品分析和識(shí)別系統(tǒng)非常靈活,可每天為CBRNe安保人員提供他們所需的信息。
PINS3-CF系統(tǒng)一度被認(rèn)為是軍事領(lǐng)域的救星,安全保障人員在檢查彈yao、儲(chǔ)罐、屏蔽容器、桶或任何未知化學(xué)混合物的含量時(shí)都需要很高的安全性,該系統(tǒng)通過(guò)非破壞性化學(xué)品識(shí)別技術(shù)為這些安保人員提供了強(qiáng)大的解決方案。
PINS3便攜式化學(xué)品分析和識(shí)別系統(tǒng)不需要液氮。
ORTEC PINS3-CF是一種便攜式同位素中子能譜分析(PINS)無(wú)損評(píng)估系統(tǒng),可分析并提供有關(guān)未開(kāi)封厚鋼容器內(nèi)未識(shí)別或可疑化學(xué)品成分的現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別信息。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于識(shí)別容器內(nèi)的化學(xué)品,無(wú)需拆卸、接觸容器、物理取樣或打開(kāi)容器,它作為國(guó)家fan恐設(shè)備的一部分被廣泛部署于各個(gè)位置,提供了一種識(shí)別“可疑”包裝內(nèi)容的安全方法。
PINS3-CF易于與ORTEC trans-SPEC-N機(jī)械冷卻高純鍺譜儀結(jié)合使用。trans-SPEC-N經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)和測(cè)試,可替代目前用于中子化學(xué)品分析系統(tǒng)的液氮冷卻探測(cè)器,并為非侵入式化學(xué)品鑒定提供必要的現(xiàn)場(chǎng)譜數(shù)據(jù)。
PINS3-CF通過(guò)消除液氮儲(chǔ)存和運(yùn)輸、設(shè)備搬運(yùn)、維護(hù)和培訓(xùn)相關(guān)的后勤和安全問(wèn)題,提供了明顯優(yōu)于先前液氮系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。
PINS應(yīng)用
· 彈yao - 火炮、火箭、炸dan、地雷。
· 容器 - 氣瓶、儲(chǔ)罐、袋、公文包、包裹。
· 化學(xué)品 - 化學(xué)彈頭、炸yao、氣體、煙霧。
PINS概述
便攜式同位素譜分析(PINS)化學(xué)品識(shí)別系統(tǒng)非破壞性地識(shí)別危險(xiǎn)化合物和混合物。不需要打開(kāi)或接觸測(cè)試對(duì)象,從而大大提高了安全性。如圖所示,PINS用中子測(cè)試對(duì)象,中子激發(fā)原子核內(nèi)部,從而使激發(fā)的原子核產(chǎn)生伽馬射線。每種化學(xué)元素的伽馬射線都具有唯yi的能量強(qiáng)度模式或譜,因此,通過(guò)分析伽馬射線譜,PINS軟件可以識(shí)別測(cè)試對(duì)象內(nèi)的化學(xué)元素并確定該對(duì)象是否包含化學(xué)戰(zhàn)劑、填充物(如沙子)或產(chǎn)生煙霧的化學(xué)物質(zhì)。
工作原理
PINS3-CF使用放射性同位素锎-252(Cf-252)裂變產(chǎn)生的中子。標(biāo)準(zhǔn)的PINS3-CF 5微克Cf-252源每秒可產(chǎn)生一千萬(wàn)個(gè)中子。源在各個(gè)方向上發(fā)射中子,每秒約有1000個(gè)中子撞擊每平方厘米的測(cè)試對(duì)象的表面。由于中子是一種ji具穿透力的輻射形式,因此大多數(shù)中子將穿過(guò)測(cè)試對(duì)象外殼并與內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)相互作用。
來(lái)自源的中子通過(guò)非彈性散射或中子俘獲來(lái)激發(fā)它們遇到的原子核。在任何一種情況下,激發(fā)的核都會(huì)通過(guò)發(fā)射伽馬射線衰減到它們的基態(tài),伽馬射線是發(fā)射核的特征。也就是說(shuō),伽馬射線能量和強(qiáng)度從一種核到另一種核通常變化很大。例如,氫核在中子轟擊下發(fā)射2.2-MeV伽馬射線,而磷核發(fā)射1.3-MeV伽馬射線。
中子誘發(fā)的伽馬射線由高純鍺(HPGe)譜儀測(cè)量,并由譜儀電子設(shè)備分類成譜。通過(guò)分析譜,可以確定由中子激發(fā)的化學(xué)元素以及識(shí)別測(cè)試對(duì)象內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)。
運(yùn)行PINS
PINS3-CF專為現(xiàn)場(chǎng)部署而開(kāi)發(fā),便攜又堅(jiān)固。其組件包括帶集成多通道分析儀的機(jī)械冷卻譜儀、小型放射性锎中子源、探測(cè)器支架和屏蔽罩以及用于提供用戶界面的筆記本電腦。定制軟件在收集數(shù)據(jù)時(shí)實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù),并提供強(qiáng)大的監(jiān)控和分析選項(xiàng)。
筆記本電腦用作PINS3-CF控制面板。電腦允許用戶初始化儀器、啟動(dòng)和停止伽馬射線譜儀的數(shù)據(jù)采集、顯示和分析產(chǎn)生的伽馬射線譜。連接電纜長(zhǎng)82英尺(25米),可使電腦與輻射隔離區(qū)保持安全距離,并提供電腦與伽馬射線譜儀之間的通信。
trans-SPEC-N機(jī)械冷卻高純鍺譜儀
與先前PINS系統(tǒng)中使用的液氮冷卻HPGe譜儀不同,PINS3-CF采用trans-SPEC-N機(jī)械冷卻HPGe譜儀,不需要液氮。用于冷卻譜儀探測(cè)器所需的電能約為30瓦。trans-SPEC-N鋰離子電池可使探測(cè)器保持冷卻10至12小時(shí),外部電池支持“熱插拔”,以便長(zhǎng)時(shí)間在現(xiàn)場(chǎng)使用儀器。trans-SPEC-N提供靈活的模塊化解決方案,支持現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)化學(xué)品和爆炸性威脅,具有以下特點(diǎn):
· 無(wú)LN2 - 微型、高可靠性、“可永jiu運(yùn)行”的斯特林循環(huán)制冷器無(wú)需液氮;探測(cè)器元件封裝在高可靠性、低損耗、全金屬密封的低溫恒溫器內(nèi)。
· 高靈敏度 - 大型(>50%相對(duì)效率)HPGe探測(cè)器。
· 高穩(wěn)定性 - 數(shù)字電子設(shè)備為惡劣條件下的棘手分析提供了解決方案。
· 明亮和清晰 - VGA分辨率顯示與觸摸感應(yīng)操作屏。
· 一體化集成設(shè)計(jì) - 堅(jiān)固緊湊、無(wú)需互連 - 易于安裝和使用。
· 智能 - 九個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)的核素識(shí)別和活度計(jì)算。
· 可靠連接 - USB 2.0和無(wú)線。
· 802.11通信、內(nèi)置GPS和采集譜的安全數(shù)字輸入/輸出(SDIO)存儲(chǔ)。
· 靈活 - 可以使用各種電源,包括內(nèi)置電池、輔助外部電池、汽車電池(任何12 V DC)和線路電源;可自動(dòng)進(jìn)行切換。
化學(xué)品的自動(dòng)分析
PINS數(shù)據(jù)采集程序記錄并顯示來(lái)自trans-SPEC-N的譜測(cè)量。它還可分析每10秒記錄的譜、擬合感興趣的峰值、重新校準(zhǔn)能量刻度并進(jìn)行化學(xué)品分析。新化學(xué)品分析方法基于所示決策樹(shù)邏輯,可識(shí)別被測(cè)物體內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)。新概率方法追蹤決策樹(shù)中的每條路徑,并為每種可能含有的化學(xué)品打分。得分最高的化學(xué)品被選為所含化學(xué)品。
新化學(xué)品分析方法更快、更準(zhǔn)確,而且更容易擴(kuò)充PINS可自動(dòng)識(shí)別的化學(xué)品清單。目前,PINS自動(dòng)分析軟件可識(shí)別以下化學(xué)品。
化學(xué)戰(zhàn)劑 | 經(jīng)驗(yàn)填充物 |
伽馬射線HPGe譜儀
型號(hào) | ORTEC trans-SPEC-N |
相對(duì)效率 | >50% 典型值 (ANSI/IEEE 325-1996) |
能量分辨率 | <1600 eV @ 122 keV 和 ≤2.5 keV @ 1332 keV (FWHM 在最佳設(shè)置和探測(cè)器類型下可得到保證) |
多通道分析儀 (MCA) | 內(nèi)置數(shù)字信號(hào)處理MCA |
MCA通道 | 高達(dá) 16k |
尺寸 | 15.5英寸長(zhǎng) x 6.55英寸寬 x 13.75英寸高(39.4厘米長(zhǎng) x 16.3厘米寬 x 34.9厘米高) |
重量 | 24.4磅(11.1千克) |
輸入電源 | 10–17 V DC @ 30 瓦 |
內(nèi)部電池續(xù)航時(shí)間 | 對(duì)于冷態(tài)探測(cè)器,在 77°F (25°C)的溫度下>3小時(shí) |
外部電池 | 對(duì)于冷態(tài)探測(cè)器,在 77°F (25°C) 的溫度下,可將工作時(shí)間延長(zhǎng)至12小時(shí) |
初始冷卻時(shí)間 | 在 77°F (25°C)的溫度下<10小時(shí) |
筆記本電腦
型號(hào) | 松下 Toughbook CF-31 |
操作系統(tǒng) | Microsoft Windows 7 |
硬盤驅(qū)動(dòng)器容量 | 320 GB |
電池工作時(shí)間 | 12.5 小時(shí) |
充電時(shí)間 | 4.5 小時(shí) |
尺寸 | 11.9英寸 x 11.5英寸 x 2.9英寸(30.2厘米 x 29.2厘米 x 7.3厘米) |
重量 | 8.2 磅. (3.7 千克) |
工作溫度范圍 | 14–22 |
Cf-252 中子源
型號(hào) | Frontier Technology Corporation 公司型號(hào) 100 |
放射性同位素 | 锎-252 |
源質(zhì)量 | 5 微克 |
源活度 | 2.5毫居里, 92.5 兆貝克勒爾 |
中子麥克斯韋,溫度譜 | 參數(shù) = 1.42 MeV |
平均中子能量 | 2.1 MeV |
結(jié)構(gòu) | 固體金屬 - 金屬陶瓷合金源、雙不銹鋼封裝 |
特殊形式認(rèn)證 | 美國(guó)交通部 (US DOT) |
裝運(yùn)容器 | Frontier Technology Corporation 公司型號(hào) 50240 (5 加侖桶) |
裝運(yùn)容器認(rèn)證 | 美國(guó)DOT A型,規(guī)格7A |