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Abweichend von der gängigen Vorgehensweise, mit einem Bleistiftstrahl
die Lage eines Bildpunktes festzulegen und die rückgestreute Strahlung großflächig aufzunehmen, bietet die neu entwickelte Kamera Unabhängigkeit von Einstrahl- und Blickrichtung. Ausgestattet mit einer 'Optik' für hochenergetische Strahlung, wie die bereits beschriebene Schlitzblendenkamera, ist die variable Gestaltung von Einstrahl- und Blickrichtung möglich. Damit eröffnet sich die
Chance, Strahlung absorbierende Details in einem Objekt sichtbar werden zu lassen, die sonst von einer streuenden Umgebung überstrahlt würden. Zudem wird gezeigt, wie sich das Erscheinungsbild von Objekten umgebungsbedingt im Rückstreubild ändern kann.
Reducing risks and confining them to an acceptable level can be regarded as an essential commitment of technical applications for safety purposes and the public security measures.
Rating the efficiency of such measures requires an assessment of the risk that is supposed to be reduced. However, approaching this subject means to face a plethora of existing literature and an ongoing discussion if and how this can be achieved. On one hand, it remains a rather uncertain estimate particularly if it comes to rare interrupting events. On the other hand, making a decision responsibly requires a certain rational base. Several approaches exist for assessing risks, from verbal to quantitative, depending on the individual case. The frequently quoted Delphi technique represents the verbal one, others such as the Bayesian statistics a quantitative one or the consequence/probability matrix in-between.
A problem remains with understanding probability. Even if an event is highly unlikely it may happen right now.
Safety and security both entail freedom from danger, i.e. unacceptable risk, whatever the cause might be. This
entails an understanding of the term 'risk' that is broadly used in areas such as economics, health, insurance etc.
According a rather popular definition used in the economical sciences for a long time (KNIGHT), risk has a lot
in common with uncertainty while the former is regarded quantifiable and the latter one is not. However, it has
to be taken into account that there are other understandings of 'uncertainty'. Particularly encountering rare
events never experienced before and recent contemporary definitions are weakening Knightfs differentiation.
This is reflected in some recent standard definitions. Attempts have been made to define a risk as common as
possible covering not only societal, ecological and financial areas but also natural and technical, ones. This is of
particular concern in non-destructive testing. This raises the question how far this can be achieved in a common
understanding, i.e. the discussion on this term seems not at all finished yet.
It is a common ambition to lower the risk by several actions including detection technologies. This entails that a
risk could be estimated somehow. The existence of numerous approaches indicates the complexity of this question.
The EFNDT (European Federation for Non-Destructive Testing) Working Group 5 took a commitment
also to tackle this central aspect of safety and security in its understanding as a bridging forum between these
two areas.
For the radiographic investigation of large cargo Containers the energies of conventional Xray tubes are inadequately for certain layer thicknesses. In that case the high energy radiation sources like electron accelerators and gamma radiators (60CO) are adequate for the non invasive inspection of large Containers because of the high penetration through thick materials. Multiple imaging even enables to distinguish between different materials. The main challenging task in air and sea cargo Container inspection is to improve the detectability of contraband and dangerous materials which are hidden in the heterogeneously packed Containers by detailed analysis of cluttered radiographic images. So it is to be expected that objects of organic substances like certain explosives or their precursors are hard to identify behind thick walls of heavy metal objects such as engine-blocks with flat bottom holes. The primary aim here is to investigate the detectability of dangerous materials (typically of light elements) in cargo Containers using high energy X-ray digital radiography.
Die Arbeitsgruppe 5 der Europäischen Föderation für Zerstörungsfreie Prüfung (EFNDT Working Group 5 'Public Security and Safety', EFNDT WG 5) verfolgt weiterhin das Ziel, organisatorisch weit auseinanderliegende Zuständigkeiten und Arbeitsgebiete zusammenzuführen, die weitgehend mit gleichen, zumindest ähnlichen Prinzipien und Methoden arbeiten. Auf der Suche nach neuen Wegen stoßen beide Seiten auf Gemeinsamkeiten. Dies gilt auch für neue Ansätze und Bewertungsmethoden von Techniken, mit denen Risiken vermindert werden sollen. Hierzu hat in Berlin ein Workshop im Oktober 2012 stattgefunden, auf dem parallele Projekte zur Container- und Frachtsicherheit zusammengeführt werden konnten. Herausgestellt wurde die Komplementarität der laufenden Projekte, gemeinsame Aspekte sollen künftig auch zusammen bearbeitet werden. Darüber hinaus wurden neue Methoden und Vorgehensweisen vorgestellt, aber auch die Sichtweise der Europäischen Kommission mit ihren Vorstellungen zu einem europäischen Markt für Sicherheitstechnik dargestellt. Angesprochen wurden bestehende und vorgeschlagene europaweite Regulierungen und das europäische Referenznetz zum Schutz kritischer Infrastrukturen (ERNCIP), welches ein Netzwerk von Laboratorien für den Test von Sicherheitstechnik zum Ziel hat. Auf technischem Sektor standen Methoden im Vordergrund, mit denen die Gesamtmenge eines Gefahrstoffes wie z. B. Sprengstoff erkannt werden kann, und nicht nur Spuren als indirekter Hinweis. Die Arbeitsgruppe konnte somit erstmalig ein neutrales Forum für parallel laufende Projekte zur öffentlichen Sicherheit zur Verfügung stellen. Die auf den Workshops 2010 bis 2012 in Berlin gehaltenen Vorträge sind auf der Webseite des EFNDT WG 5 im geschützten Bereich zu finden. Nicht alles davon ist geeignet, es der allgemeinen Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Deshalb sind alle Vorträge aus den Workshops in einem passwortgeschützten Verzeichnis abgelegt. Die Erteilung des Passwortes erfolgt über den Convenor der Arbeitsgruppe durch die EFNDT. Eine Erweiterung dieser Struktur zu einem Austauschforum ist vorgeschlagen. Zur Teilnahme daran sind nicht nur Mitglieder in den Gesellschaften für zerstörungsfreie Prüfung eingeladen, sondern auch diejenigen, die in den Anwendungsgebieten zur öffentlichen Sicherheit tätig sind.
Radiological inspections, in general, are the nondestructive testing (NDT) methods to detect the bulk of explosives in large objects. In contrast to personal luggage, cargo or building components constitute a complexity that may significantly hinder the detection of a threat by conventional X-ray transmission radiography. In this article, a novel X-ray backscatter technique is presented for detecting suspicious objects in a densely packed large object with only a single sided access. It consists of an X-ray backscatter camera with a special twisted slit collimator for imaging backscattering objects. The new X-ray backscatter camera is not only imaging the objects based on their densities but also by including the influences of surrounding objects. This unique feature of the X-ray backscatter camera provides new insights in identifying the internal features of the inspected object. Experimental mock-ups were designed imitating containers with threats among a complex packing as they may be encountered in reality. We investigated the dependence of the quality of the X-ray backscatter image on (a) the exposure time, (b) multiple exposures, (c) the distance between object and slit camera, and (d) the width of the slit. At the end, the significant advantages of the presented X-ray backscatter camera in the context of aviation and port security are discussed.
Zur Durchstrahlung großer, dichter Objekte reichen die Energien, die mit normalen Röntgenröhren erzielt werden können, ab gewissen Schichtdicken nicht mehr aus. Als hochenergetische Strahlenquellen stehen Kobalt-60 und Elektronenbeschleuniger zur Verfügung. Als Einschränkung der Hochenergieradiographie ist der geringere Kontrast besonders beim Vorhandensein leichterer Objekte umgeben von Körpern bestehend aus schweren Elementen anzusehen. Es ist daher zu erwarten, dass Objekte aus organischen Substanzen hinter dicken Schwermetallwänden oder in Bohrungen von Metallblöcken schwer zu erkennen sind. Im Gegensatz zu einem Gammastrahler wie Kobalt-60 mit den beiden Spektrallinien um 1,3 MeV besitzt die Bremsstrahlung aus einem Beschleuniger einen wesentlichen Anteil an niederenergetischer Strahlung, der fließend zu höheren Energien übergeht. Es wird hier untersucht, welche Signaturen von leichten Materialien in einer Umgebung aus Schwermetall bis zu welcher Dicke und bis zu welchem Komplexizitätsgrad erkennbar sind. Mit einem Betatron (JME X-ray Betatron 7,5 MeV) und einem Matrixdetektor (Perkin Elmer XRD 1621) wurden Aufnahmen von unterschiedlichen leichten Objekten angefertigt, die zunehmend in eine Umgebung aus Schwermetallen gestellt wurden. Mit unterschiedlichen Energieeinstellungen wurde untersucht, inwieweit eine Materialerkennung hinter welcher Abschirmung möglich ist. Die experimentellen Ergebnisse werden mit Simulationen verglichen, die mit einer Software zur Modellierung von Durchstrahlungsverfahren (aRTist) erzeugt wurden. Dabei wird dem Problem der Aufhärtung bei Anwendung von Bremsstrahlung Rechnung getragen. Die Ergebnisse können sowohl zur Erkennung von Fremdkörpern in Maschinen oder Pumpen als auch zur Überprüfung von Frachtladungen im Bereich der öffentlichen Sicherheit und bei Zollkontrollen dienen.
Zur Durchstrahlung großer, dichter Objekte reichen die Energien, die mit normalen Röntgenröhren erzielt werden können, ab gewissen Schichtdicken nicht mehr aus. Als hochenergetische Strahlenquellen stehen Kobalt-60 und Elektronenbeschleuniger zur Verfügung. Als Einschränkung der Hochenergieradiografie ist der geringere Kontrast besonders beim Vorhandensein leichterer Objekte umgeben von Körpern bestehend aus schweren Elementen anzusehen. Es ist daher zu erwarten, dass Objekte aus organischen Substanzen hinter dicken Schwermetallwänden oder in Bohrungen von Metallblöcken schwer zu erkennen sind. Im Unterschied zu einem Gammastrahler wie Kobalt-60 mit den beiden Spektrallinien um 1,3 MeV besitzt die Bremsstrahlung aus einem Beschleuniger einen wesentlichen Anteil an niederenergetischer Strahlung, der fließend zu höheren Energien übergeht. Es wird hier untersucht, welche Signaturen von leichten Materialien in einer Umgebung aus Schwermetall bis zu welcher Dicke und bis zu welchem Komplexitätsgrad erkennbar sind. Mit einem Betatron (JME X-ray Betatron 7,5 MeV) und einem Matrixdetektor (Perkin Elmer XRD 1621) wurden Aufnahmen von unterschiedlichen leichten Objekten angefertigt, die zunehmend in eine Umgebung aus Schwermetallen gestellt wurden. Mit unterschiedlichen Energieeinstellungen wurde untersucht, inwieweit eine Materialerkennung hinter welcher Abschirmung möglich ist. Die experimentellen Ergebnisse werden mit Simulationen verglichen, die mit einer Software zur Modellierung von Durchstrahlungsverfahren (aRTist) erzeugt wurden. Dabei wird dem Problem der Aufhärtung bei Anwendung von Bremsstrahlung Rechnung getragen. Die Ergebnisse können sowohl zur Erkennung von Fremdkörpern in Maschinen oder Pumpen als auch zur Überprüfung von Frachtladungen im Bereich der öffentlichen Sicherheit und bei Zollkontrollen dienen.
Der große praktische Vorteil der Rückstreuradiografie allgemein ist, dass kein Bilddetektor am Objekt auf der der Strahlenquelle gegenüberliegenden Seite aufgestellt werden muss. Dieses ist immer dann gegeben, wenn sich das Untersuchungsobjekt in oder an einer Wand befindet oder es so groß ist, dass eine Durchstrahlung aufgrund der zu durchdringenden Schichtdicken nicht infrage kommt. Von der üblichen Methode, das Objekt mit einem wandernden ausgeblendeten Einzelstrahl ('Bleistiftstrahl') abzutasten und die gesamte rückgestreute Strahlung großflächig zu registrieren, unterscheidet sich das hier verwendete Verfahren grundsätzlich. Das Objekt wird voll von einem (unkollimierten) Kegelstrahl angestrahlt. Das Bild wird mit einer Kamera aus absorbierendem Material (Wolfram, Blei) aufgenommen, die einen Matrixdetektor als Bildempfänger enthält. Die 'Optik' besteht aus einer besonders geformten Schlitzblende, die nach einem erweiterten Lochkameraprinzip arbeitet, das auch dickere Blendenmaterialschichten zulässt. Die voneinander unabhängige Positionierung von Kamera und Strahlenquellen erlaubt unterschiedliche Einstrahlgeometrien, die verschiedene Ergebnisbilder liefern. So erscheint ein komplexer Gegenstand vor einer rückstreuenden Wand völlig anders, als wenn er frei im Raum steht. Röntgenrückstreubilder müssen deshalb abhängig von ihrer 'Ausleuchtung' mit der Röntgenstrahlung und näheren Umgebung interpretiert werden.
Die radiologische Untersuchung von Holz ist hinsichtlich der Durchführung
und Auswertung komplex. Im Gegensatz zu künstlich hergestellten Materialien zeichnet
sich Holz besonders durch seine Heterogenität und Individualität aus, kein Stück ist wie das
andere. Dies erschwert bei der radiologischen Inspektion die Fehlerdetektion, da diese teilweise
schwer von natürlichen Wachstumsmerkmalen zu unterscheiden sind. Insektenfraßgänge
und Hohlräume durch biologischen Abbau sind deutlich erkennbar, schwieriger
wird es bei feinen Rissen und Anzeichen für Fäulnis. Metallische Einbauten wie Nägel und
Bolzen sind natürlich gut zu erkennen, großflächigere Platten können jedoch den Einblick
in die benachbarten Gebiete versperren. Klebstoffschichten sind im Röntgenbild nur dann
sichtbar, wenn sie exakt parallel zum Strahlengang getroffen werden. Verschiedene
Strukturmerkmale treten also radiologisch recht unterschiedlich in Erscheinung, deshalb
liegt es nahe, zu deren Erkennung mehr als nur eine Durchstrahlungstechnologie
anzuwenden. Während bei immobilen Objekten, d.h. Bauwerken und Bäumen, mobile
Durchstrahlungstechniken mit Röntgen- oder Gammastrahlen (Se-75) in Frage kommen,
stehen im Labor auch (schnelle) Neutronen alternativ zur Verfügung. Die verschiedenen
Techniken, einschließlich der Tomographie mit Neutronen, werden an zwei größeren Prüfteilen
demonstriert, einer Brettschichtholzprobe und einem Knotenpunkt aus einer Holzbrücke
mit eingebauter Stahlplatte. Neutronen lassen Materialunterschiede differenzierter hervortreten
und durchdringen sperrige Metallteile besser, trotz verringerter Bildqualität. An
Verbesserungen wird derzeit gearbeitet.
Die Arbeitsgruppe 5 der Europäischen Föderation für Zerstörungsfreie Prüfung (EFNDT Working Group 5 „Public Security and Safety“, EFNDT WG 5) verfolgt weiterhin das Ziel, organisatorisch weit auseinanderliegende Zuständigkeiten und Arbeitsgebiete zusammenzuführen, die weitgehend mit gleichen, zumindest ähnlichen Prinzipien und Methoden arbeiten.
Auf der Suche nach neuen Wegen stoßen beide Seiten auf Gemeinsamkeiten. Dies gilt auch für neue Ansätze und Bewertungsmethoden von Techniken, mit denen Risiken vermindert werden sollen. Hierzu hat in Berlin ein Workshop im Oktober 2012 stattgefunden, auf dem parallele Projekte zur Container- und Frachtsicherheit zusammengeführt werden konnten. Herausgestellt wurde die Komplementarität der laufenden Projekte, gemeinsame Aspekte sollen künftig auch zusammen bearbeitet werden. Darüber hinaus wurden neue Methoden und Vorgehensweisen vorgestellt, aber auch die Sichtweise der Europäischen Kommission mit ihren Vorstellungen zu einem europäischen Markt für Sicherheitstechnik dargestellt. Angesprochen wurden bestehende und vorgeschlagene europaweite Regulierungen und das europäische Referenznetz zum Schutz kritischer Infrastrukturen (ERNCIP), welches ein Netzwerk von Laboratorien für den Test von Sicherheitstechnik zum Ziel hat. Auf technischem Sektor standen Methoden im Vordergrund, mit denen die Gesamtmenge eines Gefahrstoffes wie z.B. Sprengstoff erkannt werden können, und nicht nur Spuren als indirektem Hinweis. Die Arbeitsgruppe konnte somit erstmalig ein neutrales Forum für parallel laufende Projekte zur öffentlichen Sicherheit zur Verfügung stellen. Die auf den Workshops 2010 bis 2012 in Berlin gehaltenen Vorträge sind auf der EFNDT WG 5 – Webseite im geschützten Bereich zu finden.
Nicht alles davon ist geeignet, es der allgemeinen Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Deshalb sind alle Vorträge aus den Workshops in einem passwortgeschützten Verzeichnis abgelegt. Die Erteilung des Passwortes erfolgt über den Convenor der Arbeitsgruppe durch die EFNDT. Eine Erweiterung dieser Struktur zu einem Austauschforum ist vorgeschlagen. Zur Teilnahme daran sind nicht nur Mitglieder in den Gesellschaften für zerstörungsfreien Prüfung eingeladen, sondern auch diejenigen, die in den Anwendungsgebieten zur öffentlichen Sicherheit tätig sind.
The objects of this investigation were sculptures taken from a ca. three hundred years old baroque epitaph of a church in Tonning, a town in Northern Germany. Around 1900 it was found in a disastrous state heavily damaged by wood-worm. At that time, the whole artwork was treated with the tar extract carbolineum as a remedy. Nowadays, this substance has been identified as carcinogenic, and its presence can be perceived by its stench and visually at certain spots on the surface where it has penetrated the covering paint.
A gold-painted sculpture of a massive wooden skull was interrogated with X-rays and fast neutrons to investigate the internal distribution of the carbolineum. The X-ray tomography, with its excellent spatial resolution revealed galleries left over from the worm infestation in the outer areas and cracks in the central region. The golden color coating appeared as a thick and dense layer. In comparison the tomography with fast neutrons, though being of lower resolution and yet unresolved artefacts revealed sections of slightly different densities in the bulk of the wood. These differences we attribute to the differences in the distribution of the impregnant in the wood, visible due to its higher hydrogen content making it less transparent for neutrons.
A comparative study on the performance of digital detector systems for high energy applications
(2014)
For cast components reaching or exceeding total material thicknesses of 150mm, high energy sources such as linear accelerators or Betatrons are required in order to obtain reasonable exposure times. In this study, the performance of digital detector systems, involving imaging plates (IP) and digital detector arrays (DDA), was evaluated with respect to the testing class B requirements as formulated in the standard EN ISO 17636-2. As a reference, traditional radiographic film and a Cobalt-60 source was used. With film exposures, testing class B was achieved with Co-60 and Betatron (7.5 MV) at longer exposure times. The preliminary results show that the testing class B was not obtained with the examined digital detector arrays (DDA) and the high resolution imaging plates (IP) , even at 40, 60 and 80 minutes exposure time with a 7.5 MV Betatron. Class A was achieved using high resolution imaging plates with optimized metal filters between object and IPs and a high resolution DDA with intermediate Cu filters. Class A was also achieved applying a DDA with lower basic spatial resolution than required by Table B.13 of EN ISO 17636-2, but using the compensation principle as described in this standard. The next generation of digital detector arrays might potentially be able to obtain class B performance with the expected spatial resolution and sensitivity improvements.
Critical parts in aircraft manufacturing such as stringers are very commonly used in modern aircraft structures to resist the compressive loads caused by the aerodynamic effects. They are generally made-up of thin aluminium (Al) metal sheets and are one of the key components in the aircraft wings. Any defects in the stringer leads to weakening of the stiffness of the whole wing structure and consequently, failures may occur. Hence, the structural integrity of the stringers should be evaluated using reliable non-destructive testing (NDT) methods. Due to the complex shaped structure of the stringer, the one-sided access NDT method such as X-ray backscatter technique is more preferable for the non-destructive imaging. In this paper, we present a new X-ray backscatter technique to image the internal sections of the stringer with only a single-sided access. The whole object was inspected by changing the viewing direction of the X-ray backscatter camera. For the first time, the X-ray backscatter measurements were conducted using high-energy (> 0.5MeV) X-rays and proved the applicability of the present technique to inspect thick carbon-fiber laminated components. In order to improve the inspection time and image quality of the backscatter image, we used high-resolution (180ìm) digital detector arrays (DDAs). At the end, important applications of the presented X-ray backscatter technique to the aerospace industry are discussed.
The research and development (R&D) in the field of safety and security of sea-freight Containers has gained more importance after the U.S. house resolution 1 (H.R.1). According to this law, all the freight Containers which are transported from non-U.S. port of origin to U.S. ports should be inspected 100% against explosive and contraband materials using non-intrusive imaging equipment and radiation detectors. As the port of Hamburg and Bremerhaven are the leading Container ports in Europe, it is essential to develop reliable and high-resolution detection technologies for the non-destructive inspection of large sea-freight Containers.
In this contribution, we present a dual high-energy X-ray imaging technique for cargo container inspection using the 'spectral high-energy X-ray attenuation method'. This method is based on attenuation of continuous highenergy spectra. The developed experimental technique consists of a betatron as high-energy (up to 7.5 MeV) X-ray source and a matrix detector with high spatial resolution (400 ìm) for digital X-ray imaging. In order to evaluate the material discrimination capability using dual high-energy X-ray imaging, a test specimen is proposed, comprising step wedges of different low and high atomic number (Z) materials. The selected X-ray spectra for the dual-energy experiments correspond to 3 MV and 7.5 MV acceleration potential of the betatron. We evaluated the ratio between low- and high-energy X-ray attenuation coefficients quantitatively based on simulated poly-energetic high-energy X-ray source spectra and the detector sensitivity using the 'analytical Radiographic Testing inspection simulation tool' (aRTist) developed at BAM. The simulated effective attenuation coefficients are compared with corresponding experimental results in order to establish a method for identification of low- and high-Z materials in the container. Finally, important applications of the proposed technique in the context of aviation security are discussed.
In the context of the German aviation security research and development project SILUFRA (secure air freight transport chains), BAM has developed a high-resolution and high-energy X-ray imaging technology for the reliable detection of dangerous and illicit materials in densely packed air freight containers. In the developed technology, a novel combination of high-energy (2-7.5 MeV) X-ray betatron as the radiation source and a high-resolution digital detector array (DDA) for the X-ray imaging was utilized to improve the probability of detecting contraband and explosive materials by enhancing the spatial and contrast resolution in the digital X-ray image. In addition, flexible rotations of the high-energy X-ray source and the digital detector array can lead to clarify the suspicious region of interest (ROI) in air freight containers efficiently. Thus, reduces the false alarm rates and the need for expensive manual inspections of the whole container load. In order to evaluate the detection efficiency, we carried out the experimental investigations on a real air freight container loaded with typical cargo materials such as heavy automobile components and electronic products as well as mock-up dangerous and contraband materials. Furthermore, the material discrimination in the radiographic images was evaluated based on the dual high-energy X-ray imaging method. Finally, important applications of the proposed imaging technology to the air cargo security are discussed
In order to enhance the supply chain security at airports, the German federal ministry of education and research has initiated the project ESECLOG (enhanced security in the air cargo chain) which has the goal to improve the threat detection accuracy using one-sided access methods. In this paper, we present a new X-ray backscatter technology for non-intrusive imaging of suspicious objects (mainly low-Z explosives) in luggage's and parcels with only a single-sided access. A key element in this technology is the X-ray backscatter camera embedded with a special twisted-slit collimator. The developed technology has efficiently resolved the problem related to the imaging of complex interior of the object by fixing source and object positions and changing only the scanning direction of the X-ray backscatter camera. Experiments were carried out on luggages and parcels packed with mock-up dangerous materials including liquid and solid explosive simulants. In addition, the quality of the X-ray backscatter image was enhanced by employing high-resolution digital detector arrays. Experimental results are discussed and the efficiency of the present technique to detect suspicious objects in luggages and parcels is demonstrated. At the end, important applications of the proposed backscatter imaging technology to the aviation security are presented.
This paper presents a new X-ray backscatter technique (XBT) for non-destructive imaging of aerospace materials with only a single-sided access. It uses a special twisted slit collimator to inspect the whole object by changing the viewing direction of the X-ray backscatter camera. For the first time, the X-ray backscatter measurements were conducted using high-energy (>500 keV) X-ray sources. Experiments were performed on thick complex structured aluminium components, stringers and honeycomb structures to validate the applicability of the present technique to image small changes in the material properties and also to detect low-density material inclusions. In order to reduce the inspection time from hours to several seconds and to improve the image quality of the X-ray backscatter image, the backscattered signals were measured using a digital detector array with high spatial resolution (200 µm). The influence of the energy of the X-ray source and the slit width of the camera on the X-ray backscatter image were also investigated. In the proposed technique, the whole object is irradiated by an un-collimated X-ray beam resulting in a low image acquisition time of 3 min that facilitates the use of XBT for the real time NDT&E of aerospace materials.
Radiologic evaluation techniques are nondestructive testing (NDT) used to detect the bulk of explosives and contraband materials in large objects. As compared to conventional low-energy (<450 key) X-ray imaging, high-energy (>1 MeV) digital X-ray radiography is required for the NOT of large containers because of the need for high penetration through thick materials, sensitivity, and the ability to distinguish between low-and high-Z materials. Mobile, high-energy, and high-resolution radiologic techniques are useful to detect contraband and threat materials in digital radiographic images of containers with complex packing. This paper presents a mobile, high-energy X-ray radiographic technique for the in-field nondestructive inspection of cargo containers. The developed experimental technique consisted of a betatron as a high-energy (7.5 MeV) X-ray source and a high-resolution (400 mu m) matrix detector for the digital X-ray imaging. In order to evaluate the detection efficiency and image quality of the measurement technique, a test specimen was proposed that was made of a 3 mm thick steel container with an inner dimension of 60 x 30 x 40 cm(3) comprising different low-and high-Z materials. Image quality indicators were used to assess the essential image quality parameters such as image basic spatial resolution, effective attenuation coefficient, and signal-to-noise ratio (SNR). Experimental investigations were performed on a 6.1 m sea freight container with mockup dangerous materials in complex packing. Preliminary experimental results showed that the proposed technique was able to distinguish between liquids and solids, as well as detect contraband materials. Furthermore, a remarkable SNR of 400 was achieved in the measured digital X-ray images. The influence of temperature on X-ray radiation dose rate at different X-ray energies was also investigated. Finally, important applications of the proposed technique in the context of maritime security are discussed.
Innovative X-ray backscatter technique for security applications: Detection of dangerous materials
(2014)
Radiological inspections, in general, are NDT&E methods to detect the bulk of explosives without invasion into the object of analysis. In contrast to personal luggage, cargo or structural components constitute a complexity that may significantly hamper the detection of a threat by conventional transmission radiography. A novel approach of interrogating a large object to a certain depth only with a single sided access will be presented. It consists of an X-ray backscatter camera with a special twisted slit collimator for imaging backscattered objects. The new X-ray backscatter camera is not only imaging the objects due to their densities but also by taking into account the influences of surrounding objects. Additionally, it does not only image illuminated features but also depicts shadows from absorbing materials. This is a unique characteristic of the developed X-ray backscatter camera. Experimental mock-ups are conducted imitating container with threats among a complex packing as they may be encountered in reality. At the end, the significant advantages of the presented X-ray backscatter camera in the context of aviation and port security will be discussed.