摘要：首先介绍了高速公路建设项目中绿色通道检测设备的种类、特点及应用情况。具体分析了X射线技术在绿色通道检测设备中的使用情况。随着X射线检测技术的提高以及降低成本的优势，使其更具竞争力，并将得到广泛应用。
关键词：高速公路；射线；收费系统；绿色通道检测
1“绿色通道”政策背景
高速公路“绿色通道”全称为鲜活农产品公路运输“绿色通道”。自2005年开始，交通部、公安部、国务院纠风办、农业部、财政部、国家发展改革委等部门联合制定了《全国高效率鲜活农产品流通“绿色通道”建设实施方案》展开了“绿色通道”的建设工作。车辆运输的农产品符合《鲜活农产品品种目录》规定品类的，在高速公路“绿色通道”即可享受免收或减收通行费的优惠政策。全国“绿色通道”减免数额逐年增加。虽然“绿色通道”政策促进了农业发展，但因利益诱惑，存在运输车户假冒“绿色通道”车辆偷逃通行费现象，给国家带来巨大损失。按绿色通道实施管理办法规定：整车（达到该货车核定载质量或装载容量80%以上的按整车计算）并合法装载运输鲜活农产品的车辆，才能享受绿色通道优惠政策。而鲜活农产品运输车辆经过层层包裹后外包装更为严密，收费人员检查时，看不到物品全貌，对所载货物不易准确判断，且作弊车辆采取伪装、假冒的方式，利用减免政策逃漏通行费的行为日益增多。因此，高速公路的管理者迫切需要采用最直接、有效、快速、免开箱查验封闭车厢内物品的方式，加强对绿色通道车辆的稽查。安全环保的辐射透视成像方案，一方面使管理部门利用科技手段提高车辆检测效率，保证收费站的快速通行，避免拥堵；另一方面减轻了一线工作人员的工作强度，并起到巨大的震慑和反腐败作用。
2常见的绿色通道车辆检测方法
绿色通道车辆的检测有如下方法：（1）人工法：由检查人员通过视觉、触觉、嗅觉等感官观察货物，同时对司机进行观察和询问，依赖检查人员的能力和经验。这种方式耗费时间，准确率低。（2）称重法：通过测量货物的重量和体积计算出货物平均密度，以推断车辆装载的货物大致是什么。这种方式无法检测密封货车。其他简易方法包括：雷达法、内窥镜法等。均因为准确率、效率和实施难度而未被广泛应用。在口岸使用的集装箱数字化射线透射成像法在防治走私方面相当成功，这种技术用来检测绿色通道车辆，优点在于通过射线透射成像法，让射线穿过车载物体后一部分被吸收，一部分穿过。测量穿过的强度就可以知道在视线穿过的路程上被吸收多少，这个量能反映车内装了多少货物。准直为一个扇形射线束穿透集装箱射向传感器阵列，车厢穿过扇形射线束的扫描能得到整个车厢的货物装载位置平面投影图。能够给出车厢内装载货物的形状及分布图，在某些情况下还可以判断出货物的性质。这是其他方法所不具备的。
3射线的种类和选用
γ射线，又称γ粒子流，是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，是波长短于0.02nm的电磁波，有很强的穿透力。但它来自一个放射性元素的原子核衰变。X射线，又称为伦琴射线或X光，是一种波长范围在0.01nm（或更短）到10nm之间（对应频率范围30PHz到30EHz）的电磁波。同样具有很强的穿透力。在物理实质方面，两种射线均为产生电磁辐射，但产生的来源有所不同。3.1γ射线γ射线来源于放射性原子核，当原子核发生α或β衰变时原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，所以γ射线一定和放射性元素原子核有关。选用γ射线源具有使用方便、价格便宜、设备简单、穿透力较强的优点。例如：使用钴60（60Co）γ射线源，就一定要拥有一定量的放射性元素钴60（60Co）才行，但不需要供电等附属设备，只需做好屏蔽和准直（让射线只射出一个扇形射线束）就可使用。然而，当需要的γ射线越强，则需要的放射性元素钴60（60Co）越多，给使用者带来了一个储存和保护放射性元素的问题。放射性元素钴60（60Co）是个很有用的放射性元素，每一个钴原子核的衰变都放出两个γ粒子，而且能量可观且具有很好的穿透能力，半衰期为5.27年。这就意味着放射性元素钴60（60Co）每时每刻都在衰变放射出γ射线。以绿色通道检测通常使用量30居里的钴60射线源强为例，30居里放射性元素钴60相当于200毫克钴60。按照国家标准放射性元素钴60（60Co）属于中毒组，对人体有害。使用同位素射线源存在风险和潜在危害，需要被严格监管。在绿色通道上使用放射性元素钴60（60Co）γ射线源存在风险，首先，设备多被放置在地处城市边沿、交通要道口等处，存在被偷盗和抢劫的风险；其次，存在严重交通事故带来的设备损坏及钴60（60Co）射线源的损伤对周围环境造成污染的风险；另外，还要考虑当射线强度变低，旧钴60（60Co）射线源更换和退役的风险。3.2X射线物理学中的X射线来源于高速电子在真空中撞击靶而获得的。高速电子打到靶上，受靶中原子核库仑场的作用而速度骤减，由此伴随产生的辐射叫轫致辐射（又称刹车辐射）。所得X射线谱为连续射线谱，在短波端有一极限，因而为X光子的能量最大只能等于入射电子的能量。X射线不是来自放射性原子核，而是用高速电子轰击重金属靶产生的。因此具有以下特点：①由高速电子产生；②X射线能量同高速电子能量有关且不会大于电子能量；③X射线的产生与放射性元素无关；④X射线和γ射线一样都有很强的穿透性，都是电磁波，仅波长有差别。选用X射线作为射线透视成像检测绿色通道车辆，与使用γ射线不同的是，没有了放射性同位素，但多了一套产生高速电子的设备（X射线管或电子加速器）及高速电子轰击的重金属靶（产生X射线用）。这样的X射线源要比放射性同位素的源复杂，成本也偏高。但是X射线源不会对环境造成污染，使用起来也十分安全。因为只要切断电源就不可能有射线产生，也不可能生成放射性同位素。相较于γ射线输出的能量、穿透能力存在差别，但对于环境日益恶化，水、空气、食物出现不同程度的污染，其环保、绿色的特点更为突出。
4数字化X射线成像检测优点及未来发展方向
由表1可以看出放射源的特点和对比情况。X射线机虽然在能量上不如钴60，但其安全、维修保养、寿命、价格等方面都具有突出的优势。
4.1安全性
X射线机由电能转换为射线能量。当通电时才会有射线发出，一旦断电则不存在任何的射线辐射。而放射性核素是由元素本身自发且不间断地产生射线，时刻存在造成环境污染和人体损伤的可能性。因此，在安装、保养、维修方面，甚至是出现屏蔽破损时，只要在断电的条件下，X射线机绝对安全，与普通设备并无区别。有放射源的设备任何时刻都需要必要的屏蔽措施，并且需要24h进行人员监管，从而确保避免放射性核素的损坏甚至丢失。如果放射性核素丢失，不仅存在环境辐射污染的问题，一旦核素落入不法分子手中，将对社会公众安全造成更为严重的后果。在屏蔽和对环境的影响方面，X射线机作为射线源具有突出优势，其能量比钴60要低得多，且在屏蔽上更容易。在检测车辆的同时，射线束除了穿透被检测车辆被探测器吸收的射线外，还有相当大一部分的散射射线。因此，还要屏蔽大量的散射射线。如果要做到相同的安全区域，对放射源为钴60的屏蔽因为γ射线能量高，要比对X射线的屏蔽结构复杂且需要的屏蔽材料翻倍。
4.2准确性
通过模拟计算及实际应用测试，X射线机可以保证足够使用的穿透能力。通过数据的收集和分析，可以将车辆和货物的形状、轮廓、摆放方式清楚地以图像形式显示出来，以避免人为漏检。
4.3快捷性
可在5～10s内完成对车辆的成像和是否符合“绿色通道”货物的辨别，缩短人工或其他类型设备的检测时间。
4.4节约性
数字化X射线设备仅需要1～2名车辆引导员和1名检测员就可在短时间内完成车辆检测工作。可以节省时间，减少人工需求及工作量。X射线机也相对节约成本。
5结语
X射线检测在工业、医疗、海关等领域已被广泛应用且技术日渐成熟。其最大的优点为安全、使用寿命长、辐射剂量小，不会对周围环境和操作人员产生强大辐射影响，即使发生意外交通事故，仅损坏设备本身，对周围环境和操作人员没有任何影响。随着科技的进步，X射线能量的提高和源强度的提高都会提高图像的质量，从而提高判断率。未来，随着X射线技术的提高和成本的降低，将会更具竞争力。
参考文献：
[1]冯春玲.绿色通道车辆辐射检测系统分析与应用[J].黑龙江科技信息，2015（22）：29.
[2]刘震，刘彦飞，黄丹.绿色通道车辆检测系统的研究与设计[J].公路交通技术，2010（5）：129-131，135.
作者:宋千倩 单位:兰州朗青交通科技有限公司