對(duì)通過(guò)重要出入口的人員所攜帶的行李物品進(jìn)行安全檢查已成為國(guó)際上廣泛采用的安全措施。近年來(lái)，受航空安全等需要的驅(qū)使，X射線(xiàn)安全檢查技術(shù)得到迅速發(fā)展，并已成為國(guó)際上廣泛采用的安檢技術(shù)。本文闡述了X射線(xiàn)安全檢查技術(shù)的基本原理，以及目前常用的X射線(xiàn)安檢方法。
世界范圍內(nèi)各種形式的恐怖事件頻發(fā)，公共安全已成為國(guó)際社會(huì)關(guān)注焦點(diǎn)。為對(duì)付日益猖獗的恐怖活動(dòng)，各國(guó)政府紛紛出臺(tái)相應(yīng)政策，包括加強(qiáng)對(duì)機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭等公共場(chǎng)所的安檢措施，并重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)爆炸物、毒品等違禁品的檢查力度。但是，由于爆炸物種類(lèi)繁多，且物質(zhì)形態(tài)千差萬(wàn)別，要準(zhǔn)確、快速地檢查出爆炸物等違禁品，無(wú)疑提高了對(duì)安檢設(shè)備的技術(shù)要求。
目前，國(guó)際上對(duì)爆炸物等違禁品的檢測(cè)技術(shù)研究，主要集中在X 射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)、中子檢測(cè)技術(shù)、電磁測(cè)量技術(shù)及蒸氣微粒探測(cè)技術(shù)等。其中X 射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)是相對(duì)成熟且應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，主要包括X 射線(xiàn)透射法、雙能X 射線(xiàn)檢測(cè)法、X 射線(xiàn)散射法、X 射線(xiàn)CT等。這些技術(shù)通過(guò)提取被檢物的特征物理量信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)違禁物的檢查。所提取的被檢物的特征物理量，主要是被檢物的密度（ρ）和有效原子序數(shù)（Zeff）信息。理論上，已知物質(zhì)的密度和有效原子序數(shù)就可以準(zhǔn)確確定物質(zhì)的類(lèi)型。但是，目前現(xiàn)有的各種安全檢查方法都存在著不同程度的不足與缺陷，將各種安檢方法相互補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)多級(jí)檢查是目前安檢中常用的手段。本文詳細(xì)闡述X射線(xiàn)安全檢查技術(shù)的基本原理，并介紹目前常用的X射線(xiàn)安檢方法。
X射線(xiàn)原理:
X射線(xiàn)是一種高能的電磁輻射，是由高能電子在物質(zhì)中作減速運(yùn)動(dòng)或由原子內(nèi)層軌道電子的躍遷所產(chǎn)生，因其穿透性強(qiáng)，可以穿透包裹、行李等物品，被用來(lái)作為安全檢查的射線(xiàn)源。
X射線(xiàn)產(chǎn)生后，通過(guò)準(zhǔn)直器形成平面的扇形射線(xiàn)束照射被檢物，經(jīng)過(guò)與被檢物的相互作用，該扇形射線(xiàn)束的一部分能量被物質(zhì)吸收，一部分能量被物質(zhì)散射，由于不同種類(lèi)的材料對(duì)X射線(xiàn)的吸收、散射能力不同，所以透射的X射線(xiàn)束到達(dá)探測(cè)器時(shí)的能量也不同。探測(cè)器把探測(cè)到的X射線(xiàn)能量轉(zhuǎn)化為載流子，并將微小尺寸范圍內(nèi)X射線(xiàn)能量的變化分辨出來(lái)，經(jīng)過(guò)處理，探測(cè)器接收的能量大小以灰度級(jí)圖像顯示。再經(jīng)計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)處理后可使行李包裹中危險(xiǎn)品和違禁品能被檢查出來(lái)。
X射線(xiàn)穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，其衰減存在以下規(guī)律：
（1）式中，I0為X射線(xiàn)的入射強(qiáng)度；t為被檢物的厚度；μ為被檢物總衰減系數(shù)； I為出射的X射線(xiàn)強(qiáng)度。根據(jù)X射線(xiàn)與物質(zhì)的相互作用，按其作用原理可分為光電效應(yīng)、康普頓散射效應(yīng)、瑞利散射效應(yīng)和正負(fù)電子對(duì)效應(yīng)。X射線(xiàn)穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，其總衰減系數(shù)μ為：
（2）式中，Σ為宏觀界面；N為單位體積原子核數(shù)；σ為總衰減截面；σph為光電吸收截面；σc為康普頓散射截面；σr為瑞利散射截面；σK為電子對(duì)截面； A為原子質(zhì)量數(shù)； NA為阿伏加德羅常數(shù)；ρ為物質(zhì)密度。對(duì)于原子序數(shù)小的物質(zhì)（如：大部分的爆炸物、毒品）可近似認(rèn)為：σph為原子序數(shù)Z和入射X光子能量hν的函數(shù)，σc僅為hν的函數(shù)，σr為Z與hν的函數(shù)，當(dāng)入射光子能量達(dá)到兆電子伏時(shí)會(huì)產(chǎn)生電子對(duì)效應(yīng)，一般安全檢查設(shè)備所用X光子能量在千電子伏量級(jí)，不會(huì)產(chǎn)生電子對(duì)效應(yīng)，σK項(xiàng)可忽略。因此總衰減系數(shù)μ是Z、ρ、hν函數(shù)。