PINS3-CF化學(xué)品和爆炸物識別系統(tǒng)

ORTEC PINS3-CF是一種便攜式同位素中子能譜分析（PINS）無損評估系統(tǒng)，可分析并提供有關(guān)未開封厚鋼容器內(nèi)未識別或可疑化學(xué)品成分的現(xiàn)場識別信息。該系統(tǒng)設(shè)計用于識別容器內(nèi)的化學(xué)品，無需拆卸、接觸容器、物理取樣或打開容器，它作為國家設(shè)備的一部分被廣泛部署于各個位置，提供了一種識別“可疑”包裝內(nèi)容的安全方法。

PINS3-CF易于與ORTEC trans-SPEC-N機械冷卻高純鍺譜儀結(jié)合使用。trans-SPEC-N經(jīng)過專門設(shè)計和測試，可替代目前用于中子化學(xué)品分析系統(tǒng)的液氮冷卻探測器，并為非侵入式化學(xué)品鑒定提供必要的現(xiàn)場譜數(shù)據(jù)。

PINS3-CF通過消除液氮儲存和運輸、設(shè)備搬運、維護和培訓(xùn)相關(guān)的后勤和安全問題，提供了明顯優(yōu)于先前液氮系統(tǒng)的優(yōu)勢。

PINS應(yīng)用

• - 火炮、、火箭、、地雷。
• 容器 - 氣瓶、儲罐、袋、公文包、包裹。
• 化學(xué)品 - 化學(xué)彈頭、、氣體、煙霧。

PINS概述
便攜式同位素譜分析（PINS）化學(xué)品識別系統(tǒng)非破壞性地識別危險化合物和混合物。不需要打開或接觸測試對象，從而大大提高了安全性。如圖所示，PINS用中子測試對象，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的能量強度模式或譜，因此，通過分析伽馬射線譜，PINS軟件可以識別測試對象內(nèi)的化學(xué)元素并確定該對象是否包含化學(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)生一千萬個中子。源在各個方向上發(fā)射中子，每秒約有1000個中子撞擊每平方厘米的測試對象的表面。由于中子是一種穿透力的輻射形式，因此大多數(shù)中子將穿過測試對象外殼并與內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)相互作用。

來自源的中子通過非彈性散射或中子俘獲來激發(fā)它們遇到的原子核。在任何一種情況下，激發(fā)的核都會通過發(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，伽馬射線能量和強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）譜儀測量，并由譜儀電子設(shè)備分類成譜。通過分析譜，可以確定由中子激發(fā)的化學(xué)元素以及識別測試對象內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)。

運行PINS
PINS3-CF專為現(xiàn)場部署而開發(fā)，便攜又堅固。其組件包括帶集成多通道分析儀的機械冷卻譜儀、小型放射性锎中子源、探測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)時實時顯示數(shù)據(jù)，并提供強大的監(jiān)控和分析選項。

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機械冷卻HPGe譜儀，不需要液氮。用于冷卻譜儀探測器所需的電能約為30瓦。trans-SPEC-N鋰離子電池可使探測器保持冷卻10至12小時，外部電池支持“熱插拔”，以便長時間在現(xiàn)場使用儀器。trans-SPEC-N提供靈活的模塊化解決方案，支持現(xiàn)場檢測化學(xué)品和爆炸性威脅，具有以下特點：

• 無LN2 - 微型、高可靠性、“可運行”的斯特林循環(huán)制冷器無需液氮；探測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％相對效率）HPGe探測器。
• 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 - 堅固緊湊、無需互連 - 易于安裝和使用。
• 智能 - 九個感興趣區(qū)域（ROI）的核素識別和活度計算。
• 可靠連接 - USB 2.0和無線。
• 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。
• 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；可自動進行切換。

化學(xué)品的自動分析
PINS數(shù)據(jù)采集程序記錄并顯示來自trans-SPEC-N的譜測量。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)能量刻度并進行化學(xué)品分析。新化學(xué)品分析方法基于所示決策樹邏輯，可識別被測物體內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)。新概率方法追蹤決策樹中的每條路徑，并為每種可能含有的化學(xué)品打分。得分的化學(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，而且更容易擴充PINS可自動識別的化學(xué)品清單。目前，PINS自動分析軟件可識別以下化學(xué)品。