本文提出了一种将X射线透射信息和中子透射信息结合在一起的物质种类识别技术。在现有X射线透射成像技术的基础上,通过在X射线靶头前增加一块光中子转换靶来同时产生X射线和光中子。利用专门设计的光中子探测器和现有的X射线探测器,同时获取物质对光中子及X射线的衰减信息,进而通过将两种衰减信息融合来实现对物质种类的识别。本文结合蒙特卡罗模拟计算和实验验证的方法研究了四项关于这种物质识别技术可行性的主要问题和难点:(1)光中子源的特性、(2)光中子的穿透能力、(3)光中子的探测问题以及(4)X射线和光中子的连续能谱特性是否会影响物质的识别能力。论文工作中用到了两种光中子转换靶:20kg的D2O靶和2.6kg的~9Be靶。当电子能量为7MeV、平均电流为10μA时,电子加速器产生的X射线在两种光中子靶中形成的光中子产额分别为9.38×10~9n/s和4.64×10~9n/s(模拟计算值)。由于重水靶的尺寸更大,重水靶对自身产生的光中子的散射和慢化更严重,因此重水光中子源产生的光中子的平均能量更低,且不易向前向出射。所以体积较小的铍光中子源更适合作为光中子透射检测的射线源。光中子的能量虽低但它却有较好的穿透金属的能力。为了克服在强烈的X射线脉冲本底下探测光中子的难点,本文提出了利用中子慢化体和热中子探测器探测快中子的方法。快中子进入探测系统后会先在中子慢化体内慢化,然后被热中子探测器吸收。计算显示能量为1MeV的快中子从射入聚乙烯(中子慢化体)至被吸收的时间可以达到一个毫秒量级,而X射线的存在时间仅为几个微秒量级。因此这种探测方法可以延长快中子的探测时间,提供了回避X射线脉冲的干扰进行光中子探测的可能性。通过实验证明,这种探测方法可以较准确地测量入射光中子注量的相对变化。本文中提出了一个变量V——它结合了物体对X射线及光中子的透射信息,并且给出了六种材料的V值曲线分布。结果证明,本文提出的物质识别技术可以通过V值识别出有机物体以及金属。在这项技术的基本可行性得到验证后,为了提高光中子透射检测技术的分析灵敏度,本文对提高光中子计数率的方法进行了讨论。文中介绍了三种能有效提高光中子计数率的方法:(1)提高电子加速器的平均电流,(2)减小光中子探测器从X射线的影响中恢复所需的时间以及(3)提高探测系统的本征探测效率。模拟结果显示,空载时的光中子计数率有望达到104cps量级。