Сканирование грузов - Cargo scanning

Интермодальный Транспортные контейнеры

Сканирование грузов или ненавязчивый осмотр (НИИ) относится к неразрушающим методам проверки и идентификации товаров в транспортных системах. Часто используется для сканирования интермодальные перевозки транспортные контейнеры. В США его возглавляют Департамент внутренней безопасности и это Инициатива по безопасности контейнеров (CSI) пытается достичь к 2012 году стопроцентного сканирования грузов[1] как того требует Конгресс США и рекомендовано 9/11 Комиссия. В США основной целью сканирования является обнаружение специальные ядерные материалы (SNM), с дополнительным бонусом обнаружения других типов подозрительных грузов. В других странах упор делается на явную проверку, сбор тарифов и выявление контрабанды.[2] В феврале 2009 г. было просканировано около 80% контейнеров, поступающих в США.[3][4] Чтобы довести это число до 100%, исследователи проводят оценку множества технологий, описанных в следующих разделах.[5]

Рентгенография

Гамма-рентгенография

Гамма-луч изображение транспортного контейнера с двумя безбилетные пассажиры спрятан внутри
Гамма-изображение грузовика с товарами внутри транспортного контейнера
Грузовик въезжает в систему гамма-радиографии

Гамма-луч рентгенография системы, способные сканировать грузовики, обычно используют кобальт-60 или цезий-137[6] в качестве радиоактивного источника и вертикальной гамма-башни детекторы. Эта гамма-камера может создать один столбец изображения. Горизонтальный размер изображения достигается перемещением грузовика или сканирующего оборудования. Установки кобальта-60 используют гамму фотоны со средней энергией 1,25МэВ, которые могут проникать в сталь толщиной до 15–18 см.[6][7] Системы предоставляют изображения хорошего качества, которые можно использовать для идентификации груза и сравнения его с манифестом в попытке обнаружить аномалии. Он также может идентифицировать области с высокой плотностью, слишком толстые для проникновения, которые с наибольшей вероятностью могут скрыть ядерные угрозы.

Рентгенография

Рентгеновский Радиография похожа на гамма-рентгенографию, но вместо использования радиоактивного источника в ней используется высокая энергия тормозное излучение спектр с энергией в диапазоне 5–10 МэВ[8][9] созданный линейный ускоритель частиц (ЛИНАК). Такие рентгеновские системы могут проникать до 30–40 см стали в транспортных средствах, движущихся со скоростью до 13 км / ч. Они обеспечивают более высокое проникновение, но также стоят дороже при покупке и эксплуатации.[7] Они больше подходят для обнаружения специальные ядерные материалы чем гамма-системы. Они также доставляют примерно в 1000 раз большую дозу радиации. безбилетные пассажиры.[10]

Двухэнергетическая рентгенография

Двухэнергетическая рентгенография[11]

Рентгенография с обратным рассеянием

Рентгеновское излучение обратного рассеяния рентгенография

Системы нейтронной активации

Примеры нейтронная активация системы включают: импульсный анализ быстрых нейтронов (PFNA), анализ быстрых нейтронов (FNA) и анализ тепловых нейтронов (TNA). Все три системы основаны на взаимодействии нейтронов с проверяемыми объектами и изучении результирующего гамма-излучения для определения излучаемых элементов. TNA использует захват тепловых нейтронов для генерации гамма-лучей. FNA и PFNA используют рассеяние быстрых нейтронов для генерации гамма-лучей. Кроме того, PFNA использует импульсный коллимированный нейтронный пучок. При этом PFNA генерирует трехмерное элементарное изображение проверяемого объекта.

Пассивные детекторы излучения

Мюонная томография

Космическое излучение идентификация изображения мюон производственные механизмы в Атмосфера Земли

Мюонная томография это техника, которая использует космический луч мюоны для создания трехмерных изображений объемов с использованием информации, содержащейся в Кулоновское рассеяние мюонов. Поскольку мюоны проникают гораздо глубже, чем Рентгеновские лучи, мюон томография может использоваться для изображения через гораздо более толстый материал, чем рентгеновская томография, такая как КТ сканирование. Мюон поток на поверхности Земли такова, что один мюон проходит через объем размером с человеческую руку за секунду.[12]

Мюонная визуализация была первоначально предложена и продемонстрирована Альваресом.[13] Метод был повторно открыт и улучшен исследовательской группой в Лос-Аламосская национальная лаборатория,[14][15] мюонная томография полностью пассивна и использует естественные космическое излучение. Это делает технологию идеальной для высокопроизводительного сканирования объемных материалов в местах присутствия операторов, например на морском грузовом терминале. В этих случаях водителям грузовиков и таможенному персоналу не нужно покидать автомобиль или выходить из запретной зоны во время сканирования, что ускоряет прохождение груза.

Многорежимные пассивные системы обнаружения (MMPDS), основанные на мюонная томография, в настоящее время используются Decision Sciences International Corporation в Фрипорте, Багамы,[16] и Создание атомного оружия в Соединенном Королевстве.[17] Компания Toshiba заключила контракт с системой MMPDS для определения местоположения и состояния ядерного топлива в АЭС Фукусима-дайити.[18]

Детекторы гамма-излучения

Радиологические материалы излучают гамма-фотоны, которые гамма детекторы излучения, также называемые радиационными портальными мониторами (RPM), хорошо обнаруживают. Системы, которые в настоящее время используются в портах США (и сталелитейные заводы ) используйте несколько (обычно 4) больших PVT панели как сцинтилляторы и может использоваться на автомобилях со скоростью до 16 км / ч.[19]

Они предоставляют очень мало информации об энергии обнаруженных фотонов, и в результате их критиковали за неспособность отличить гамма-излучение от ядерных источников от гамма-излучения, исходящего от большого количества типов доброкачественных грузов, которые естественным образом излучают радиоактивность, включая бананы, кошачьи отходы, гранит, фарфор, керамика, так далее.[4] Те встречающиеся в природе радиоактивные материалы, называемые NORM, составляют 99% ложных сигналов тревоги.[20] Некоторая радиация, как в случае с большими партиями бананов, происходит из-за калий и его редко встречающийся (0,0117%) радиоактивный изотоп калия-40, другое происходит из-за радий или уран которые встречаются естественным образом в земле и скале, а также в типах грузов, сделанных из них, например, в наполнителе для кошачьего туалета или в фарфоре.

Радиация, исходящая от Земли, также является основным источником фоновое излучение.

Еще одно ограничение детекторов гамма-излучения состоит в том, что гамма-фотоны могут быть легко подавлены экранами высокой плотности из свинца или стали.[4] предотвращение обнаружения ядерных источников. Эти типы экранов не останавливают нейтроны деления, производимые плутоний источники, однако. В результате детекторы излучения обычно объединяют детекторы гамма-излучения и нейтронов, что делает защиту эффективной только для определенных источников урана.

Детекторы нейтронного излучения

Делящиеся материалы испускают нейтроны. Некоторые ядерные материалы, такие как оружие, пригодное для использования плутоний-239, испускают большое количество нейтронов, что делает обнаружение нейтронов полезным инструментом для поиска такой контрабанды. Радиационные портальные мониторы часто используют Гелий-3 на базе детекторов для поиска нейтронных сигнатур. Однако глобальная нехватка He-3[21] привело к поиску других технологий обнаружения нейтронов.

Гамма-спектроскопия

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Статья "100% сканирование грузов проходит Конгрессом" в "FedEx Trade Networks" (2 августа 72007 г.)
  2. ^ Торговая палата США и Азербайджана - в Азербайджане будут установлены системы досмотра грузов, транспортных средств и контрабанды SAIC'S VACIS (R) В архиве 9 октября 2007 г. Wayback Machine
  3. ^ Вартабедян, Ральф (15 июля 2006 г.). «США установят новые ядерные детекторы в портах». Лос-Анджелес Таймс.
  4. ^ а б c Расточительство, злоупотребления и бесхозяйственность в контрактах Министерства внутренней безопасности (PDF). Палата представителей США. Июль 2006. С. 12–13. Архивировано из оригинал (PDF) 30 августа 2007 г.. Получено 10 сентября 2007.
  5. ^ http://containproject.com/ CONTAIN - расширенная информационная сеть для безопасности контейнеров
  6. ^ а б «Технические характеристики мобильной системы досмотра VACIS». Архивировано из оригинал 27 сентября 2007 г.. Получено 1 сентября 2007.
  7. ^ а б «Технические характеристики мобильной системы досмотра Rapiscan GaRDS» (PDF). Получено 1 сентября 2007.
  8. ^ «Обзор системы контроля VACIS P7500». Архивировано из оригинал 9 октября 2007 г.. Получено 1 сентября 2007.
  9. ^ Jones, J. L .; Haskell, K.J .; Hoggan, J.M .; Норман Д. Р. (июнь 2002 г.). «Эксплуатационные и эксплуатационные испытания нейтронных детекторов ARACOR Eagle-Matched» (PDF). Национальная инженерная и экологическая лаборатория Айдахо. Получено 1 сентября 2007. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  10. ^ Дэн А. Стреллис (4 ноября 2004 г.). «Защита наших границ при обеспечении радиационной безопасности» (PDF-файл презентации PowerPoint). Презентация для Северо-Калифорнийского отделения Общества физиков здоровья. Получено 1 сентября 2007. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  11. ^ Огородников, С .; Петрунин, В. (2002). «Обработка чересстрочных изображений в двухэнергетической таможенной системе 4–10 МэВ для распознавания материалов». Специальные темы Physical Review: ускорители и пучки. 5 (10): 104701. Bibcode:2002ФРВС ... 5дж4701О. Дои:10.1103 / PhysRevSTAB.5.104701.
  12. ^ «Мюонная томография - глубокий углерод, MuScan, мюонные приливы». Подземный научный центр Боулби. Архивировано из оригинал 15 октября 2013 г.. Получено 15 сентября 2013.
  13. ^ «Тайны пирамид»
  14. ^ "Мюонная радиография" Брайана Фишбайна из Лос-Аламосской национальной лаборатории.
  15. ^ «Мюоны для мира» Марка Волвертона в Scientific American
  16. ^ «Доктор Стэнтон Д. Слоан из Decision Sciences изучает, как пассивные системы обнаружения могут сыграть свою роль в защите глобальной цепочки поставок», Cargo Security International
  17. ^ «Decision Sciences заключила контракт на создание атомного оружия (AWE) для системы обнаружения ядерного оружия».
  18. ^ "Космические лучи для определения ядер Фукусимы" от World Nuclear News
  19. ^ "Обзор радиационного монитора портала (RPM) Exploranium AT-980". Архивировано из оригинал 9 октября 2007 г.. Получено 1 сентября 2007.
  20. ^ "Руководство для системы обнаружения радиации Ludlum Model 3500-1000" (PDF). Получено 1 сентября 2007.
  21. ^ Вальд М. (22 ноября 2009 г.). «Дефицит тормозит программу по обнаружению ядерных бомб». Нью-Йорк Таймс.