CN1315043A - 具有在输送物品的传送器系统的环形内的辐射屏蔽材料的中间壁的物品辐射系统 - Google Patents

Abstract

一物品辐射系统包括一辐射靶区的辐射源,一输送物品通过靶区的传送器系统,其包括一过程传送器;围成容放辐射源、靶区和传送器系统一部分的腔室的辐射屏蔽材料;辐射源沿被传送器系统的一部分围成的环的内部的一大致水平的轴放置以射线扫描通过靶区的物品;一辐射屏蔽材料的中间壁,支撑腔室的天花板,阻止自辐射束挡板的光子照到腔室的壁上,该挡板放置在腔室的一壁上,限制靶区内辐射源产生的臭氧流过腔室。

Description

具有在输送物品的传送器系统的 环形内的辐射屏蔽材料的中间壁的物品辐射系统

一般地，本发明涉及辐射系统，其利用一传送器系统用于输送物品通过被来自辐射源的射线扫描的靶区，并详细地说，涉及在系统的辐射屏蔽材料定位中的改进。

现有技术的利用用于输送物品通过靶区的传送器系统的辐射系统被授予Peck等人的美国专利5,396,074所描述。在这种现有技术系统中，辐射源和传送器系统的一部分被配置在由混凝土壁围成的腔室内，其中这些混凝土壁和附加的混凝土壁围成一在用于传送器系统的腔室内成角度的通道来屏蔽位于腔室外的装载和卸载区域免于自辐射源产生的辐射。

本发明提供一种物品辐射系统，包括一辐射源，被定位用于以射线扫描靶区；一传送器系统，其包括过程传送器，被定位用于以给定方向输送物品通过靶区；限定包含辐射源、靶区和传送器系统的一部分的腔室的辐射屏蔽材料；其中辐射源沿被传送器系统的一部分形成的环形的内部的一大致水平的轴放置并被用来以射线扫描正被输送通过靶区的物品，该扫描在一与过程传送器输送的给定方向横切的平面内进行；以及一辐射屏蔽材料的中间壁，被定位在环形内并横切所述的大致水平的轴。

中间壁支撑腔室的天花板，阻止自腔室一给定壁上的辐射束挡板发出的光子照到腔室的至少一个其它壁上，并限制靶区内由辐射源产生的臭氧流过腔室。

参照本发明优选实施例的详细说明，对本发明的另外的特征进行描述。

图1是根据本发明的辐射系统的优选实施例的俯视图。

图2是沿线2-2取得的图1中的辐射系统的一部分的剖视图并进一步显示了位于图1所示位置以外的位置的物品载体。

参照图1和图2，根据本发明的辐射系统的优选实施例包括一辐射源10，一传送器系统12，围成腔室15的辐射屏蔽材料14以及一辐射屏蔽材料的中间壁16。由物品载体17承载的物品被传送器系统12以箭头所指的方向从一装载区域18穿过靶区20输送到一卸载区域22。传送器系统12包括一过程传送器24，用于输送由物品载体17承载的物品以给定方向穿过靶区20。

辐射源10优选地是一10,000,000电子伏特的线性加速器，具有一电子加速波导管，其提供一电子束用于辐射被传送器系统12输送而穿过靶区20的物品。辐射源在由传送器系统12的一部分限定的环形26内侧沿一大致水平的轴25放置并且被用来以给定速度的电子束在一与传送器系统12的给定的传送方向垂直的平面内扫描通过靶区20的物品。扫描高度和电子束的射流根据被扫描的物品的高度和辐射吸收特性来调节。由电子束进行的物品的扫描如上面参照的美国专利5,396,074所述的被进一步控制。加速器位于一可移去的屏蔽内侧并且被内部的壁保护免受离子化辐射和臭氧。在其它的实施例中，辐射源用不同于电子束型式的射线扫描物品，如X射线。

传送器系统12包括一贯穿始终的一次供能(power-and-free)传送器，除了过程传送器(process conveyor)，还包括一装载传送器28，它们三个被独立地供给能量。一次供能传送器作用为输送传送器，用于将物品载体17以第一给定速度从过程传送器24穿过卸载区域22和装载区域18输送到装载传送器28。过程传送器24以第二给定速度输送物品载体17穿过靶区20，该速度不同于被输送传送器运送的物品载体的第一给定速度。装载传送器28从输送传送器传输物品载体17到过程传送器，其速度在输送期间按以下方式变化：当物品载体17定位于过程传送器24上时，在相邻定位的物品载体间有一预定的分隔距离。当一物品载体17定位于过程传送器24上时，装载传送器28以过程传送器24的速度输送物品载体17。这种传送器系统12及其操纵详细地在上面参照的美国专利5,396,074中描述。

如果探测到承载该物品的物品载体被定向成只被输送穿过靶区20一次，为了重定向物品以重新输送穿过靶区20，以便这个物品能够被从相对侧辐射，该物品载体17在一绕行传送部分30被转向并且被输送传送器输送通过一机构32，其将如此定向的物品载体17转180度重新定向以使重新输送穿过靶区20。这种重定向机构32和探测物品载体17的方向的装置也在授予Peck等人的美国专利5,396,074中被描述。

辐射屏蔽材料14包括壁14A、14B、14C、一地板14D以及一天花板14E，它们围成腔室15，其包含辐射源10、靶区20和至少传送器系统12的一部分，传送器系统包括过程传送器24、装载传送器28和输送传送器的相邻部分。辐射屏蔽材料的另外的壁14F围成一进入腔室15的用于传送器系统12的弯折的通道36并屏蔽位于腔室15外侧的装载区域18和卸载区域22，使其免受辐射源10产生的辐射。

中间壁16定位在环形26内并垂直辐射源10的大致水平的轴25。中间壁16具有一孔38，通过其放置辐射源10。

辐射屏蔽材料的天花板部分14E被中间壁部分支撑；从而位于下面的腔室15可以具有更大的面积，并/或天花板部分14E可以具有更大的跨度，并/或具有比没有这种支撑情况下所允许的更大的重量。

优选地，辐射屏蔽材料14A、14B、14C、14D、14E、14F(总称为14)、16基于成本的考虑主要为水泥。但是，当空间所限或其它需要的情况下，可以用其它型式的辐射屏蔽材料，如钢铁。在替代的实施例中，有一些辐射屏蔽材料可以是水泥而有一些不是。例如，在一个替代的实施例中，中间壁16是不同于水泥的辐射屏蔽材料，如钢铁，是根据有限的空间的需求所选定的，而剩下的辐射屏蔽材料14是水泥。

一辐射束挡板(beam stop)40放置在辐射屏蔽材料的壁14A内的凹槽42中，即在靶区20与电子束辐射源10相对侧。辐射束挡板由如铝的材料制成，其吸收电子并将吸收电子的能量转化为光子，其从辐射束挡板40释放。辐射束挡板40放置在凹槽42中以使一些光子从辐射束挡板40朝向辐射源10释放而与其倾斜的光子被围成凹槽42的壁14A内的辐射屏蔽材料阻止而不能进入腔室15。辐射束挡板40的凹陷减少背漫射光子的密度，从而减少所需的侧壁14B、后壁14C以及天花板部分14E的厚度。其减少构建成本以及缩短构建周期。

传送器系统12的输送传送器部分的片段44被定位用于以垂直过程传送器24输送的给定方向的方向输送物品载体17。围成辐射屏蔽材料的腔室的侧壁14B被设置在环26的外侧，与传送器系统12的这些垂直定位的片段44相邻，并且中间壁16的部分被定位与传送器系统12的这些横向定位的片段44相邻，并与侧壁14A的基本部分垂直。

从而，中间壁16定位在辐射束挡板40和侧壁14B之间以便从辐射束挡板40发射入腔室15的光子被阻止射到侧壁14B上。中间壁16也被定位在辐射束挡板40和壁14C之间，壁14C在腔室15与其上凹陷有辐射束挡板40的壁14A相对侧，以便从辐射束挡板40发射入腔室15的光子被阻止射到相对壁14C上。结果，侧壁14B和相对壁14C可以为比没有中间壁1 6所需的厚度更小的辐射屏蔽材料的厚度。

中间壁16也被定位来限制在靶区20产生的臭氧从辐射源10流过腔室15。于是，该臭氧中大部分可以由装在腔室15中靶区20上方的抽尘器46移走。

辐射屏蔽材料14的各个成份以及辐射屏蔽材料的中间壁16的尺寸按手册中描述的技术由计算机辅助建模来确定，该手册命名为“MCNP-一种用于中子和光子传输的蒙特卡罗(Monte Carlo)码”，由辐射屏蔽信息中心，P.O.Box 2008,0ak Ridge,田纳西37831，出版。

在一替代的实施例中，在其中定位有中间壁14B的环不是一个封闭的环，如图1所示那样，而取代之以开放的环，这将通过消除绕行传送片段30而形成。

根据本发明的物品辐射系统提供如下优点：(a)减少天花板部分14E所需的水泥的体积，从而减少结构的成本和复杂性；(b)减少射到敏感电子或机械装置如辐射源10和重定向机构32的辐射水平，从而延长这些装置的寿命；以及(c)抑制对过程传送器24附近产生臭氧，从而减少产生的臭氧量以及其在整个腔室15的漫布以便延长装置的寿命并减少排到大气中的臭氧对环境的影响。

在此具体描述的优点不一定适用于本发明每一个可能的实施例中。此外，该所述的本发明的优点只是示例性的并不应成为本发明仅有的优点。在上述描述包含很多详细说明的同时，它们不应成为本发明的范围的限制，而作为在此描述的本发明的优选实施例。其它的变动是可能的，并且本发明的范围不应由在此描述的实施例来限定，而由权利要求书和其法律上的等价物来限定。

Claims (50)

1．一种物品辐射系统，包括：

辐射源，被定位用于以射线辐射靶区；

传送器系统，其包括一过程传送器，被定位用于以给定方向输送物品通过靶区；

围成腔室的辐射屏蔽材料，腔室容放辐射源，靶区和传送器系统的一部分；

其中辐射源沿被传送器系统的一部分围成的环形的内部的一大致水平的轴放置并被用来以射线扫描正被输送通过靶区的物品，该扫描在一与过程传送器输送的给定方向横切的平面内进行；以及

辐射屏蔽材料的中间壁，被定位在环形内并横切所述的大致水平的轴。

2．如权利要求1所述的系统，其特征在于，中间壁具有一孔，通过它辐射源被放置。

3．如权利要求1所述的系统，其特征在于，辐射屏蔽材料围成的腔室包括一天花板部分，其部分地被中间壁支撑。

4．如权利要求1所述的系统，其特征在于，辐射源是一个电子束源，进一步包括：

一辐射束挡板，用于吸收电子并用于将被吸收的电子的能量转化为光子，其从辐射束挡板发出，其中辐射束挡板被放置在靶区内辐射源的相对侧；

其中，辐射束挡板被凹陷在辐射屏蔽材料围成的腔室的一部分内，该部分被设置在靶区内辐射源的相对侧，以便一些从辐射束挡板产生的朝向辐射源但与其倾斜的光子被所述部分辐射屏蔽材料阻止进入腔室。

5．如权利要求4所述的系统，其特征在于，传送器系统的第二部分被定位用于以第二方向输送物品，该方向横切由过程传送器输送的方向；

其中辐射屏蔽材料围成的腔室包括一侧壁，其设置在环形的外侧，与传送器系统的该第二部分相邻；以及

中间壁放置在辐射束挡板和侧壁之间以便从辐射束挡板发射入腔室的光子被阻止射到侧壁上。

6．如权利要求1所述的系统，其特征在于，传送器系统的第二部分被定位用于以第二方向输送物品，该方向横切由过程传送器输送的方向；

其中辐射屏蔽材料围成的腔室包括一侧壁，其放置在环形的外侧与传送器系统的第二部分相邻；以及

中间壁的一部分与传送器系统的第二部分相邻并与侧壁的基本部分横切。

7．如权利要求1所述的系统，其特征在于，辐射源是电子束源，该系统进一步包括：

一辐射束挡板，用于吸收电子并用于将被吸收的电子的能量转化为光子，其从辐射束挡板发出；

其中，辐射束挡板被放置在所述辐射屏蔽材料腔室的给定壁内，在靶区内辐射源的相对侧；以及

中间壁被定位于辐射束挡板和所述辐射屏蔽材料的至少一个其它壁之间以便从辐射束挡板发射入腔室的光子被阻止照到该至少一个其它壁上。

8．如权利要求1所述的系统，其特征在于，中间壁被定位以抑制在靶区内自辐射源产生的臭氧流过腔室。

9．一种用于辐射物品的辐射系统，包括：

由壁围成的腔室；

在腔室内提供辐射的辐射源；

传送器系统，携带物品穿过腔室来由物品在腔室内吸收射线；

放置在腔室内的第一装置，用来从辐射源接收辐射并且用于将辐射转化为可移动进入腔室内的光子；以及

放置在腔室内的第二装置，用来阻止光子照到围成腔室的壁上，从而保证了围成腔室的壁在厚度上减少。

10．如权利要求9所述的辐射系统，其特征在于，

第二装置被放置在腔室内以将光子的强度减至最小。

11．如权利要求9所述的辐射系统，其特征在于，辐射源延伸过第二装置。

12．如权利要求9所述的辐射系统，其特征在于，腔室包括天花板以及其中第二装置支撑天花板。

13．如权利要求10所述的辐射系统，其特征在于，辐射源延伸过第二装置，腔室包括天花板以及其中第二装置支撑天花板。

14．如权利要求13所述的辐射系统，其特征在于，第二装置包括由辐射屏蔽材料制成的中间壁，辐射屏蔽材料与腔室的壁分离。

15．一种用于辐射物品的辐射系统，其特征在于，包括

由壁围成的腔室；

在腔室内提供射线的辐射源；

传送器系统，携带物品通过腔室用来由物品在腔室内吸收辐射；

在腔室内从辐射源产生的臭氧；以及

放置在腔室内的装置，用于限制臭氧穿过腔室流动。

16．如权利要求15所述的辐射系统，其特征在于，包括

放置在腔室内的装置，用于从腔室内排出臭氧。

17．如权利要求15所述的辐射系统，其特征在于，辐射源延伸过用于限制臭氧流过腔室的装置。

18．如权利要求15所述的辐射系统，其特征在于，腔室的壁由辐射屏蔽材料制成。

19．如权利要求15所述的辐射系统，其特征在于，限流装置构成第一装置，第二装置被放置在腔室内，用于从辐射源接收辐射并用于在腔室内将辐射转化为光子，第一装置阻止光子照到围成腔室的壁上，从而保证了围成腔室的壁在厚度上的减小。

20．如权利要求16所述的辐射系统，其特征在于，限流装置包括一放置在腔室中中间位置并与围成腔室的壁分离且由辐射屏蔽材料制成的壁。

21．如权利要求16所述的辐射系统，其特征在于，

腔室包括天花板以及其中限流装置支撑天花板。

22．如权利要求20所述的辐射系统，其特征在于，

辐射源延伸过用于限制臭氧流过腔室的装置；

腔室的壁由辐射屏蔽材料制成；

限流装置构成第一装置；

第二装置被设置在腔室内用于接收来自辐射源的射线并且用于在腔室中将辐射转化为光子；

第一装置阻止光子照到围成腔室的壁上，从而保证了围成腔室的壁在厚度上的减小；

腔室包括天花板；

限流装置支撑天花板。

23．一种用于辐射物品的辐射系统，包括：

由壁围成的腔室，

在腔室内提供辐射的辐射源，

传送系统，携带物品通过腔室用于在腔室内由物品接收辐射，

在腔室内设置的辐射束挡板，用于吸收来自辐射源的电子并且用于将吸收电子的能量转化为光子并用于发射光子，以及

辐射束挡板相对腔室的壁的一特定壁被设置以保证在腔室内的光子的强度被该特定壁减少，以及

设置在腔室内用于阻止光子射到围成腔室的壁上的装置，从而保证围成腔室的壁在厚度上的减小。

24．如权利要求17所述的辐射系统，其特征在于，辐射束挡板凹陷在腔室的特定的一壁内以使腔室内的光子的强度由该特定壁重新定向，

阻止装置包括放置在构成腔室的壁中间的附加的壁并与构成腔室的壁分离，用于阻止光子射到构成腔室的壁上，从而保证构成腔室的壁在厚度上的减小。

25．如权利要求24所述的辐射系统，其特征在于，构成腔室的壁和附加的壁由辐射屏蔽材料制成。

26．如权利要求24所述的辐射系统，其特征在于，提供有天花板并且其由辐射屏蔽材料制成，附加壁支撑天花板。

27．一种用于辐射物品的辐射系统，包括：

由壁围成的腔室；

辐射源，在腔室内提供辐射；

传送器系统，携带物品穿过腔室来由物品在腔室内吸收射线；

在腔室内设置的辐射束挡板，用于吸收来自辐射源的电子并且用于将吸收电子的能量转化为光子并用于发射光子，以及

辐射束挡板相对腔室的壁的一特定壁被设置以保证在腔室内的光子的强度被该特定壁减少，以及

设置在腔室内用于阻止光子射到围成腔室的壁上的装置，从而保证围成腔室的壁在厚度上的减小，

臭氧在腔室内由辐射源产生，以及光子阻止装置限制臭氧流过腔室。

28．如权利要求27所述的辐射系统，其中，光子阻止装置包括以中间壁，其放置在腔室内，与围成腔室的壁成间隔关系。

29．如权利要求28所述的辐射系统，其特征在于，中间壁和围成腔室的壁由辐射屏蔽材料制成。

30．一种用于辐射物品的辐射系统，包括：

由壁围成的腔室，

辐射源，被设置以提供辐射，

用于物品的装载区域，

用于物品的卸载区域，

传送器系统，移动物品通过环形内的腔室，

第一路径，从装载区域通过腔室延伸到环形，

第二路径，从环形通过腔室延伸到卸载区域，

第一和第二路径被设置成相互邻近的关系以及与腔室连通的关系并且至少它们长度中的一部分被围成腔室的一特定壁从腔室中分离，以及

设置在腔室外侧的附加壁，

第一和第二路径在特定壁和附加壁之间被确定。

31．如权利要求30所述的辐射系统，其特征在于，

围成腔室的壁和附加壁由辐射屏蔽材料制成。

32．如权利要求31所述的辐射系统，其特征在于，

特定壁和附加壁被相对装载区域和卸载区域设置以防止来自辐射源的辐射到达装载区域和卸载区域。

33．如权利要求32所述的辐射系统，其特征在于，

特定壁具有有限的长度以提供在腔室和第一和第二路径之间的连通。

34．如权利要求31所述的辐射系统，其特征在于，包括

设置在腔室内的装置用于从辐射源接收辐射并用于将辐射转化为可移动进入腔室内的光子，以及

设置在腔室内的装置，用于阻止光子射到构成腔室的壁上，从而保证围成腔室的壁在厚度上的减小。

35．如权利要求32所述的辐射系统，其特征在于，包括，

臭氧在腔室内由辐射源产生，以及阻止臭氧流穿过腔室的装置设置在腔室内。

36．如权利要求34所述的辐射系统，其特征在于，

特定壁和附加壁相对装载区域和卸载区域设置以防止从辐射源的辐射到达装载区域和卸载区域，特定壁具有有限的长度以提供在腔室和第一和第二路径之间的连通；

设置在腔室内的装置，用于抑制臭氧流过腔室；

37．一种提供物品辐射的方法，包括以下步骤：

提供由多个壁围成的腔室；

提供用于物品的装载区域，位于距腔室的某位置处；

提供用于物品的卸载区域，位于距腔室的某位置处；

提供在腔室内的辐射源，该源具有在腔室内产生光子的特性；

提供传送器路径，用于物品从装载区域经过腔室到达卸载区域的运动，并且用于在物品通过腔室的运动期间由辐射源辐射物品，以及

提供在腔室内的元件，用于阻止光子运动到围成腔室的壁上，从而使壁的厚度最小。

38．如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述元件为设置在腔室内与围成腔室的壁成分隔关系的中间壁。

39．如权利要求38所述的方法，其特征在于，

多个壁以及所述元件由辐射屏蔽材料制成。

40．如权利要求38所述的方法，其特征在于，

第一路径从装载区域到腔室，

第二路径从卸载区域到腔室，与第一路径成相邻关系，

附加壁被设置在腔室的外侧与围成腔室的壁中的一特定壁相协同以确定第一路径和第二路径的分隔关系。

41．如权利要求40所述的方法，其特征在于，

围成腔室的壁和所述元件及附加壁由辐射屏蔽材料制成。

42．如权利要求41所述的方法，其特征在于，

围成腔室的壁中的所述特定壁被形成为有限的长度以保证第一路径和第二路径与腔室的连通。

43．一种方法，用于物品辐射，包括以下步骤：

提供由多个壁围成的腔室；

提供传送器路径，用于物品从装载区域经过腔室到达卸载区域的运动，并且用于在物品通过腔室的运动期间由辐射源辐射物品，

提供用于物品的装载区域，位于与腔室偏离的某位置处；

提供用于物品的卸载区域，位于与距腔室偏离的某位置处；

提供在腔室内的辐射源，该源具有在腔室内产生臭氧的特性；

提供在腔室内的元件，用于抑制臭氧在腔室内的流动。

44．如权利要求4 3所述的方法，其特征在于，

所述元件为设置在腔室内与围成腔室的壁成分隔关系的中间壁。

45．如权利要求44所述的方法，其特征在于，

附加壁和围成腔室的壁由辐射屏蔽材料制成。

46．如权利要求45所述的方法，其特征在于，

第一路径从装载区域延伸到腔室，

第二路径从卸载区域延伸到腔室，与第一路径相邻，

附加壁被设置在腔室的外侧与围成腔室的壁中的一特定壁相协同以确定第一路径和第二路径的分隔关系。

47．如权利要求46所述的方法，其特征在于，

围成腔室的壁中的所述特定壁被形成为有限长度，以使第一路径和第二路径与腔室连通。

48．一种方法，用于物品的辐射，包括以下步骤：

提供由多个壁围成的腔室；

提供传送器路径，用于物品从装载区域经过腔室到达卸载区域的运动，并且用于在物品通过腔室的运动期间由辐射源辐射物品，

提供用于物品的装载区域，位于与腔室偏离的某位置处；

提供用于物品的卸载区域，位于与腔室偏离的某位置处；

提供从装载区域到腔室的第一路径；

提供从腔室到卸载区域的与第一路径相邻的第二路径；并且

第一和第二路径被设置成为与围成腔室的壁中的一特定壁成相邻的关系，并且

提供附加壁，设置在相对于第一和第二路径的所述特定壁的相对侧。

49．如权利要求48所述的方法，其特征在于，

围成腔室的壁和附加壁由辐射屏蔽材料制成。

50．如权利要求49所述的方法，其特征在于，

第一和第二路径基本上平行并且相邻接，

所述特定壁和附加壁彼此之间并且与第一和第二壁基本上平行，并分别在第一和第二壁的相对侧与第一和第二路径相邻接。