В аэропортах всего мира для досмотра пассажиров и багажа применяются рентгеновское сканеры обратного рассеяния (англ. Backscatter X-ray scanner). Это тот самый аппарат, который в свое время вызвал ряд скандалов из-за того, что «раздевает» людей.
Американский самоделкин Бен Краснов (Ben Krasnow) собрал действующую модель такого сканера из деталей, купленных на ebay (авторское описание). Вот пример изображения, полученного Беном:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/209/12b/e70/20912be7078e1065bdd738dfa958a68d.jpg)
Вы ведь узнали, что это?
Правильно, это индейка в рождественском свитере:
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/d2d/553/306/d2d553306216f141519986244505a64e.jpg)
К тому же, она пыталась пронести внутри себя ключ-шестигранник, который был легко обнаружен сканером.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/8b0/4cf/80e/8b04cf80e0e8030dba08771e4d13a828.jpg)
Сканер состоит из рентгеновской трубки с устройством развертки (на фото — посередине), детектора рентгеновского излучения (слева) и блоков питания (справа).
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/1d7/dea/9dc/1d7dea9dc6133d5ee8aa15fc01c9b23b.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/421/21c/430/42121c4306f6242b3fa42b27dfafd990.jpg)
Работает она следующим образом: электроны, испускаемые катодом (справа), ускоряются сильным электрическим полем и попадают в массивный анод (слева). При резком торможении в материале анода, электроны генерируют рентгеновское излучение. За счет скошенной поверхности анода излучение отражается в сторону и покидает пределы трубки. Для питания трубки нужен высоковольтный источник на несколько десятков киловольт.
Трубка помещена в металлический корпус с узкой выходной щелью. Напртив щели находится диск-коллиматор с маленькими отверстием, который делает из широкого пучка излучения тонкий луч.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/5ab/673/c2f/5ab673c2fedd11057772584273a15238.jpg)
Во время работы установки диск вращается двигателем, и луч перемещается по горизонтали, прочерчивая строку за строкой. Развертка по вертикали осуществляется путем поворота вокруг горизонтальной оси трубки вместе с корпусом и диском. Пока это выполняется вручную, но конструкция предусматривает установку второго мотора.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/382/c83/af9/382c83af9d1495370833b50c6479b0ba.jpg)
Под действием рентгеновского излучения, рассеянного объектом, экран начинает светиться. ФЭУ преобразует этот свет в электрический сигнал. Сигнал с ФЭУ усиливается простейшим усилителем и подается на осциллограф, на вход управления яркостью (Z-вход).
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/dcc/b12/285/dccb122854636f79ce74c7dfc67c4d90.jpg)
Горизонтальная развертка осциллографа синхронизирована с вращением коллиматора, таким образом, на осциллографе видна одна строка изображения.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/84a/0ee/a60/84a0eea605f4e4d4c1d0faf4fa77f093.jpg)
Устройство вертикального отклонения пучка снабжено потенциометром, сигнал с которого поступает на Y-вход осциллографа. Таким образом, при отклонении рентгеновского луча вверх-вниз, строка на экране осциллографа перемещается соответствующим образом. Для составления полной картинки из отдельных строк Бен просто фотографирует экран осциллографа с длинной выдержкой.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/storage2/73a/d5e/ba9/73ad5eba93ef1f371014bcde00837669.jpg)
Изображение получается не очень четкое, зашумленное, но в нем явно угадываются контуры объекта и контрастные элементы внутренней структуры (например, ключ в индейке).
Рассказ про рентгеновский детектор и фотоумножитель:
Американский самоделкин Бен Краснов (Ben Krasnow) собрал действующую модель такого сканера из деталей, купленных на ebay (авторское описание). Вот пример изображения, полученного Беном:
![](https://habrastorage.org/storage2/209/12b/e70/20912be7078e1065bdd738dfa958a68d.jpg)
Вы ведь узнали, что это?
Правильно, это индейка в рождественском свитере:
![](https://habrastorage.org/storage2/d2d/553/306/d2d553306216f141519986244505a64e.jpg)
К тому же, она пыталась пронести внутри себя ключ-шестигранник, который был легко обнаружен сканером.
![](https://habrastorage.org/storage2/8b0/4cf/80e/8b04cf80e0e8030dba08771e4d13a828.jpg)
Принцип работы
В отличие от досмотровых систем первого поколения и медицинских рентген-аппаратов, сканеры обратного рассеяния регистрирует излучение не прошедшее сквозь объект, а отраженное от него. Обратное рассеяние рентгеновских лучей обусловлено, в первую очередь, эффектом Комптона. В то время как просвечивающие сканеры позволяют получить лишь распределение плотности вещества, установки обратного рассеяния способны различать состав материала, в том числе органического.Сканер состоит из рентгеновской трубки с устройством развертки (на фото — посередине), детектора рентгеновского излучения (слева) и блоков питания (справа).
![](https://habrastorage.org/storage2/1d7/dea/9dc/1d7dea9dc6133d5ee8aa15fc01c9b23b.jpg)
Источник излучения
Источником рентгеновских лучей служит вот такая трубка:![](https://habrastorage.org/storage2/421/21c/430/42121c4306f6242b3fa42b27dfafd990.jpg)
Работает она следующим образом: электроны, испускаемые катодом (справа), ускоряются сильным электрическим полем и попадают в массивный анод (слева). При резком торможении в материале анода, электроны генерируют рентгеновское излучение. За счет скошенной поверхности анода излучение отражается в сторону и покидает пределы трубки. Для питания трубки нужен высоковольтный источник на несколько десятков киловольт.
Трубка помещена в металлический корпус с узкой выходной щелью. Напртив щели находится диск-коллиматор с маленькими отверстием, который делает из широкого пучка излучения тонкий луч.
![](https://habrastorage.org/storage2/5ab/673/c2f/5ab673c2fedd11057772584273a15238.jpg)
Во время работы установки диск вращается двигателем, и луч перемещается по горизонтали, прочерчивая строку за строкой. Развертка по вертикали осуществляется путем поворота вокруг горизонтальной оси трубки вместе с корпусом и диском. Пока это выполняется вручную, но конструкция предусматривает установку второго мотора.
Детектор
Детектор состоит из люминесцентного экрана и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) в непрозрачном корпусе.![](https://habrastorage.org/storage2/382/c83/af9/382c83af9d1495370833b50c6479b0ba.jpg)
Под действием рентгеновского излучения, рассеянного объектом, экран начинает светиться. ФЭУ преобразует этот свет в электрический сигнал. Сигнал с ФЭУ усиливается простейшим усилителем и подается на осциллограф, на вход управления яркостью (Z-вход).
![](https://habrastorage.org/storage2/dcc/b12/285/dccb122854636f79ce74c7dfc67c4d90.jpg)
Горизонтальная развертка осциллографа синхронизирована с вращением коллиматора, таким образом, на осциллографе видна одна строка изображения.
![](https://habrastorage.org/storage2/84a/0ee/a60/84a0eea605f4e4d4c1d0faf4fa77f093.jpg)
Устройство вертикального отклонения пучка снабжено потенциометром, сигнал с которого поступает на Y-вход осциллографа. Таким образом, при отклонении рентгеновского луча вверх-вниз, строка на экране осциллографа перемещается соответствующим образом. Для составления полной картинки из отдельных строк Бен просто фотографирует экран осциллографа с длинной выдержкой.
![](https://habrastorage.org/storage2/73a/d5e/ba9/73ad5eba93ef1f371014bcde00837669.jpg)
Изображение получается не очень четкое, зашумленное, но в нем явно угадываются контуры объекта и контрастные элементы внутренней структуры (например, ключ в индейке).
Видео
Бен рассказывает про свою установку и демонстрирует ее в работе:Рассказ про рентгеновский детектор и фотоумножитель: