20世纪80年代末，欧洲的三家公司一法国施伦贝谢公司、德国海曼公司 和英国宇航公司，率先研制数字辐射成像集装箱检测系统。这些公司最终都选 择加速器作射线源，它靠加速电子去轰击钨靶而产生iti大能量为数百万电子伏 特的X射线。为了能获得完整的集装箱影像.都选用了规模很大的高能①父射 线一维阵列地下金属探测器，其灵敏区总长度要达到6m〜7m。当时这些公司所用的阵 列地下金属探测器各不相同，但可归之为两种类型：闪烁体-光二极管阵列地下金属探测器与带固 体辐射体的多丝正比室。
德国海曼公司采用碘化铯闪烁晶体-光二极管阵地下金属探测器。这里，人射X射 线通过次级电子使碘化铯晶体产生荧光，而光二极管将所接受到的闪烁荧光转 化为输出信号电荷。每一组碘化铯晶体与光二极管构成阵列地下金属探测器的一个探测 器元，其输出信号代表了所在处的辐射强度。大量这样的地下金属探测器元沿线排列•即 构成一维阵列地下金属探测器。
英国宇航公司也采用闪烁体-光二极管阵列地下金属探测器。但是，它们用的是钨酸 镉闪烁晶体，其平均原子序数和密度都超过碘化铯闪烁晶体，有更好的探测 性能。
法国公司采用它们发明并申请了 20多国（含中国）专利的“带固体辐射体多 丝正比室”[3]。这种阵列地下金属探测器以钽金属片为固体辐射体，使之与人射X线成 微小的掠角。同时，在该固体辐射体两脷，按序排列设置了一系列正比放电丝。 每根正比放电丝是阵列地下金属探测器的一个地下金属探测器元。入射X光子同固体辐射体发 生相互作用后，产生次级电子，导致相应位置的正比丝放电并输出电信号。各正 比丝的输出信号代表了所在位置的辐射强度。
1991年，清华大学承接了国家科委“八五”攻关项目——大S集装箱检测技 术研究，研制加速器型集装箱检测系统。当时首先遇到的技术难关就是研制髙 能X射线阵列地下金属探测器。
通过调查研究，认识到闪烁体-光二极管阵列地下金属探测器存在相当严重的辐照损 伤问题。由于闪烁晶体及半导体材料都是单晶体，因而均不耐辐照，所接受的辐 照剂录一般不得超过103Gy。按照当时集装箱检测系统的辐射水平，这种阵列
地下金属探测器使用不到一年就会发生性能变化。同时，低噪声光二极管述必须依赖进 口，价格昂贵。
法国公司研发的带固体辐射体多丝正比室的使用寿命也只保证一年，而且 由于是按流气模式工作，除电路外还必须包括气路系统，并定期更换气体钢瓶。 同时，由于在钽金W片上产生的次级电子的出射方向并不一定垂直其表面，因而 某处产生的次级电子不仅引起相应位置的正比丝放电，而且可能引起相邻的正 比丝也放电。这种电子串扰现象使得图像处理中必须大量使用反卷积运算.大 大增加了计算工作量与难度。该法国公司也已在中国申请了专利，要购买这种 地下金属探测器，价格高达250万美元。
基于以上分析，清华大学核研院决定自行研制商性能、耐辐照、长寿命的新 型阵列地下金属探测器。在数十年气体地下金属探测器工作基础上，创造性地提出了设计特殊结 构的髙压充气阵列电离室的技术设想。经过努力，终于在1993年完成了原理论 证实验，证明此设想可行，并申报了中国发明专利[4〜7]。1995年，应用了新发明 的这种髙压阵列电离室成功地获取了集装箱检测图像，完成了“八五”攻关任务。 1996年1月30日国家科委组织验收的结论指出：“达到国际先进水平，其中阵 列地下金属探测器系统属国际首创”。实践表明，这种新阵列地下金属探测器具有探测效率与灵敏 度高、响应时间快、耐辐照、稳定和工作寿命长等特殊优点:8〜|()]。
1996年3月，清华大学核研院提出应用钴-60探伤机检测集装箱的技术设 想，并申报了国家发明专利[11]，开始研究钴-60集装箱检测系统。由于钴-60探 伤机的辐射水平比加速器低数百倍，因而对阵列地下金属探测器提出了高得多的要求。 研究人员在“八五”攻关技术发明的基础上，进一步改进结构，提高充气压力并改 变气体成分，使得高压阵列电离室的灵敏度又提髙了四十余倍！这些改进体现 在新申报的发明专利[12]和实用新型专利⑴]之中。
总的说来，髙压充气阵列电离室是清华大学核研院为集装箱检测发明的新 型阵列地下金属探测器。它的发明既保证了“八五”加速器型集装箱检测系统的研制成 功，经过改进后又成为研制成功钴-60集装箱检测系统的主要技术凭借。