Сканирование грузов
 | Примеры и перспективы в этой статье могут не отражать мировую точку зрения на предмет . ( декабрь 2010 г. ) |
Сканирование грузов или неинтрузивный контроль ( НИИ ) относится к неразрушающим методам проверки и идентификации товаров в транспортных системах. Часто используется для сканирования интермодальных грузовых контейнеров . В США эту инициативу возглавляет Министерство внутренней безопасности и его Инициатива по безопасности контейнеров (CSI), стремящаяся достичь стопроцентного сканирования грузов к 2012 году. [1] как того требует Конгресс США и рекомендует Комиссия по терактам 11 сентября . В США основной целью сканирования является обнаружение специальных ядерных материалов (СНМ) с дополнительным бонусом в виде обнаружения других типов подозрительных грузов. В других странах упор делается на проверку деклараций, сбор пошлин и выявление контрабанды. [2] В феврале 2009 года было проверено около 80% входящих в США контейнеров. [3] [4] Чтобы довести это число до 100%, исследователи оценивают многочисленные технологии, описанные в следующих разделах. [5]
Рентгенография
[ редактировать ]Гамма-рентгенография
[ редактировать ]
Системы гамма- радиографии , способные сканировать грузовики, обычно используют кобальт-60 или цезий-137. [6] в качестве радиоактивного источника и вертикальной башни гамма- детекторов . Эта гамма-камера способна создавать один столбец изображения. Горизонтальное измерение изображения создается путем перемещения грузовика или сканирующего оборудования. В установках на кобальте-60 используются гамма- фотоны со средней энергией 1,25 МэВ , которые могут проникать на глубину до 15–18 см стали. [6] [7] Системы предоставляют изображения хорошего качества, которые можно использовать для идентификации груза и сравнения его с манифестом в целях выявления аномалий. Он также может выявить регионы с высокой плотностью населения, слишком толстые для проникновения, которые с наибольшей вероятностью скрывают ядерную угрозу.
Рентгенография
[ редактировать ]Рентгеновская радиография аналогична гамма-рентгенографии, но вместо использования радиоактивного источника используется высокоэнергетический спектр тормозного излучения с энергией в диапазоне 5–10 МэВ. [8] [9] созданный линейным ускорителем частиц (LINAC). Такие рентгеновские системы способны проникать в сталь толщиной до 30–40 см в транспортных средствах, движущихся со скоростью до 13 км/ч. Они обеспечивают более высокий уровень проникновения, но при этом стоят дороже при покупке и эксплуатации. [7] Они больше подходят для обнаружения специальных ядерных материалов , чем системы гамма-излучения. дозу радиации примерно в 1000 раз большую Они также доставляют потенциальным безбилетникам . [10]
Двухэнергетическая рентгеновская радиография
[ редактировать ]Двухэнергетическая рентгеновская радиография [11]
Рентгеновская радиография с обратным рассеянием
[ редактировать ]Рентгеновская радиография с обратным рассеянием
Системы нейтронной активации
[ редактировать ]Примеры систем нейтронной активации 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 исследовании образующихся гамма-лучей 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, в PFNA используется импульсный коллимированный пучок нейтронов. При этом PFNA генерирует трехмерное элементарное изображение проверяемого объекта.
Пассивные детекторы излучения
[ редактировать ]Мюонная томография
[ редактировать ]
Мюонная томография — это метод, который использует космических лучей мюоны для создания трехмерных изображений объемов с использованием информации, содержащейся в кулоновском рассеянии мюонов. Поскольку мюоны проникают гораздо глубже, чем рентгеновские лучи , мюонную томографию можно использовать для получения изображений через гораздо более толстый материал, чем рентгеновская томография, такая как компьютерная томография . мюонов Поток на поверхности Земли таков, что один мюон за секунду проходит через объем размером с человеческую руку. [12]
Мюонная визуализация была первоначально предложена и продемонстрирована Альваресом. [13] Метод был заново открыт и усовершенствован исследовательской группой Лос-Аламосской национальной лаборатории . [14] [15] Мюонная томография полностью пассивна и использует естественное 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 сотрудникам таможни не придется покидать транспортное средство или покидать зону отчуждения во время сканирования, что ускоряет пропускную способность грузов.
Многорежимные пассивные системы обнаружения (MMPDS), основанные на мюонной томографии , в настоящее время используются Decision Sciences International Corporation во Фрипорте, Багамы, [16] и Учреждение по атомному оружию в Соединенном Королевстве. [17] Компания Toshiba также заключила контракт на установку системы MMPDS для определения местонахождения и состояния ядерного топлива на АЭС Фукусима-дайити . [18]
Детекторы гамма-излучения
[ редактировать ]Радиологические материалы испускают гамма-фотоны, которые гамма детекторы хорошо обнаруживают -излучения, также называемые портальными мониторами радиации (RPM). Системы, используемые в настоящее время в портах США (и на сталелитейных заводах ), используют несколько (обычно 4) больших PVT- панелей в качестве сцинтилляторов и могут использоваться на транспортных средствах, движущихся 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, происходящее от ядерных источников, от гамма-излучения, исходящего от большого количества доброкачественных типов грузов, которые естественным образом излучают радиоактивность, включая бананы, кошачий наполнитель. , гранит , фарфор , керамогранит и т. д. [4] На эти природные радиоактивные материалы , называемые НОРМ, приходится 99% ложных сигналов тревоги. [20] Некоторая радиация, как в случае с большими партиями бананов, обусловлена калием и его редко встречающимся (0,0117%) радиоактивным изотопом калий-40, другая — радием или ураном , которые естественным образом встречаются в земле и камнях, а также типах грузов, из них, например, наполнитель для кошачьего туалета или фарфор.
Радиация, исходящая от Земли, также вносит основной вклад в радиационный фон .
Еще одним ограничением детекторов гамма-излучения является то, что гамма-фотоны можно легко подавить с помощью экранов высокой плотности, изготовленных из свинца или стали. [4] предотвращение обнаружения ядерных источников. Однако эти типы щитов не останавливают нейтроны деления, производимые источниками плутония . В результате детекторы радиации обычно сочетают в себе детекторы гамма-излучения и нейтронов, в результате чего защита эффективна только для определенных источников урана.
Детекторы нейтронного излучения
[ редактировать ]Делящиеся материалы испускают нейтроны. , пригодный для использования в оружии Некоторые ядерные материалы, такие как плутоний-239 , испускают большое количество нейтронов, что делает обнаружение нейтронов полезным инструментом для поиска такой контрабанды. Портальные мониторы радиации часто используют детекторы на основе гелия-3 для поиска нейтронных сигнатур. Однако глобальный дефицит гелия-3 [21] привело к поиску других технологий обнаружения нейтронов.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Статья «100% сканирование грузов прошло Конгресс» в «FedEx Trade Networks» (2 августа 72007 г.)
- ^ Торговая палата США-Азербайджан - Системы проверки грузов, транспортных средств и контрабанды SAIC VACIS (R) будут установлены в Азербайджане. Архивировано 9 октября 2007 г. на Wayback Machine.
- ^ Вартабедян, Ральф (15 июля 2006 г.). «США установят новые ядерные детекторы в портах» . Лос-Анджелес Таймс .
- ^ Jump up to: а б с Расточительство, злоупотребления и бесхозяйственность в контрактах Министерства внутренней безопасности (PDF) . Палата представителей США . Июль 2006 г. стр. 12–13. Архивировано из оригинала (PDF) 30 августа 2007 года . Проверено 10 сентября 2007 г.
- ^ http://containproject.com/ CONTAIN - Расширенная информационная сеть по безопасности контейнеров.
- ^ Jump up to: а б «Технические характеристики мобильной досмотровой системы VACIS» . Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 года . Проверено 1 сентября 2007 г.
- ^ Jump up to: а б «Технические характеристики мобильной системы контроля GaRDS Rapiscan» (PDF) . Проверено 1 сентября 2007 г.
- ^ «Обзор инспекционной системы VACIS P7500» . Архивировано из оригинала 9 октября 2007 года . Проверено 1 сентября 2007 г.
- ^ Джонс, Дж.Л.; Хаскелл, К.Дж.; Хогган, Дж. М.; Норман, ДР (июнь 2002 г.). «Операции ARACOR Eagle и испытания производительности нейтронного детектора» (PDF) . Национальная инженерно-экологическая лаборатория Айдахо . Проверено 1 сентября 2007 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Дэн А. Стреллис (4 ноября 2004 г.). «Защита наших границ при обеспечении радиационной безопасности» (презентация Powerpoint в формате PDF) . Презентация Северно-калифорнийскому отделению Общества физики здоровья . Проверено 1 сентября 2007 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Огородников С.; Петрунин, В. (2002). «Обработка чересстрочных изображений в двухэнергетической таможенной системе 4–10 МэВ для распознавания материалов» . Специальные темы физического обзора: ускорители и пучки . 5 (10): 104701. Бибкод : 2002PhRvS...5j4701O . doi : 10.1103/PhysRevSTAB.5.104701 .
- ^ «Мюонная томография - глубокий углерод, MuScan, мюонные приливы» . Подземный научный комплекс Булби. Архивировано из оригинала 15 октября 2013 года . Проверено 15 сентября 2013 г.
- ^ "Тайны пирамид"
- ^ « Мюонная рентгенография» Брайана Фишбайна из Национальной лаборатории Лос-Аламоса» . Архивировано из оригинала 20 декабря 2013 года . Проверено 18 сентября 2007 г.
- ^ «Мюоны за мир» Марка Волвертона в Scientific American
- ^ «Доктор Стэнтон Д. Слоан из Decision Sciences рассматривает, как пассивные системы обнаружения могут сыграть свою роль в защите глобальной цепочки поставок» от Cargo Security International
- ^ «Decision Sciences заключила контракт с учреждением по производству атомного оружия (AWE) на систему ядерного обнаружения».
- ^ «Космические лучи для определения ядер Фукусимы» от World Nuclear News
- ^ «Обзор радиационного портального монитора AT-980 Exploranium (RPM)» . Архивировано из оригинала 9 октября 2007 года . Проверено 1 сентября 2007 г.
- ^ «Руководство для системы детектора радиации Ludlum модели 3500-1000» (PDF) . Проверено 1 сентября 2007 г.
- ^ Уолд, М. (22 ноября 2009 г.). «Нехватка замедляет программу по обнаружению ядерных бомб» . Нью-Йорк Таймс .