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利用双能X射线成像技术检测行李货物时,可以测得被检物的等效原子序数实现物质识别,其中双能X射线的能谱特性和差异对物质识别精度起决定性作用。X射线与物质发生相互作用产生的前向小角度散射的能量显著低于初始入射射线的能量,与初始射线束匹配,可实现双能成像物质识别。初步研究中,通过对不同散射体参数进行模拟计算,得到不同散射体厚度、散射角度与散射能谱之间的关系。进而基于高能X射线成像集装箱检查系统的普遍参数,用MCNP模拟计算得到初始高能X射线和小角度散射射线穿透被检物体后的衰减信号和对物质的识别。在单能成像系统的基础上,设计分时采集双能图像的实验系统,并对石墨(有机物)和铁(无机物)进行物质识别验证实验。实验结果表明,该方法能够识别一定质量厚度的有机物和无机物。