Los monitores de portales de radiación ( RPM ) son dispositivos pasivos de detección de radiación que se utilizan para el control de personas, vehículos, cargas u otros vectores con el fin de detectar fuentes ilícitas, como en fronteras o instalaciones de seguridad. El temor a los ataques terroristas con armas radiológicas impulsó el uso de los RPM para el escaneo de cargas desde el 11 de septiembre , en particular en los Estados Unidos.
Los RPM se desarrollaron originalmente para inspeccionar a personas y vehículos en instalaciones seguras, como laboratorios de armas. [1] Se desplegaron en instalaciones de chatarra para detectar fuentes de radiación mezcladas con chatarra que podrían contaminar una instalación y dar lugar a una costosa limpieza. [ cita requerida ] Como parte del esfuerzo por frustrar el contrabando nuclear después de la desintegración de la Unión Soviética, los RPM se desplegaron alrededor de ese territorio, y más tarde alrededor de muchos otros países europeos y asiáticos, por el Programa de Segunda Línea de Defensa (SLD) de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA) del Departamento de Energía de los EE. UU. [2] a partir de finales de la década de 1990. Después del ataque del 11 de septiembre, la Oficina de Aduanas y Protección Fronteriza de los EE. UU. (CBP) comenzó el Programa de Monitoreo de Portales de Radiación (RPMP) para desplegar RPM alrededor de todas las fronteras de los EE. UU. (tierra, mar y aire). [3]
El monitor de portal de radiación (RPM) fue diseñado para detectar rastros de radiación emitida por un objeto que pasa a través de un RPM. Se detecta la radiación gamma y, en algunos casos, se complementa con la detección de neutrones cuando se desea sensibilidad para el material nuclear. [4]
Los RPM de primera generación a menudo dependen de centelleadores PVT para el conteo gamma. Proporcionan información limitada sobre la energía de los fotones detectados y, como resultado, fueron criticados por su incapacidad para distinguir los rayos gamma originados en fuentes nucleares de los rayos gamma originados en una gran variedad de tipos de carga benigna que emiten radiactividad de forma natural, incluidos la arena para gatos , el granito , la porcelana , la loza , los plátanos , etc. [5] Esos materiales radiactivos de origen natural , llamados NORM, representan el 99% de las alarmas molestas. [6] Vale la pena señalar que los plátanos se han reportado erróneamente como la fuente de alarmas de radiación; no lo son. La mayoría de los productos agrícolas contienen potasio-40, pero la densidad de empaque de frutas y verduras es demasiado baja para producir una señal significativa. PVT tiene la capacidad de proporcionar cierta discriminación de energía, que se puede explotar para limitar las alarmas molestas de NORM. [7]
En un intento por reducir las altas tasas de alarmas molestas de los RPM de primera generación, se creó el programa Advanced Spectroscopic Portal (ASP). Algunos de los monitores de portal evaluados para este propósito se basan en cristales centelleantes de NaI(Tl) . Estos dispositivos, que tienen una resolución de energía mejor que el PVT, se suponía que reducirían las tasas de alarmas molestas al distinguir las amenazas de las fuentes benignas sobre la base de los espectros de radiación gamma detectados. Los ASP basados en NaI(Tl) tenían un costo varias veces mayor que el de los RPM de primera generación. Hasta la fecha, los ASP basados en NaI(Tl) no han podido demostrar un rendimiento significativamente mejor que los RPM basados en PVT. [8]
El programa ASP se canceló en 2011 [9] después de continuos problemas, incluida una alta tasa de falsos positivos y dificultad para mantener un funcionamiento estable. [10]
En el marco del programa ASP, se evaluaron los monitores de portal basados en germanio de alta pureza (HPGe). El HPGe, que tiene una resolución energética significativamente mejor que el NaI(Tl), permite una medición bastante precisa de los isótopos que contribuyen a los espectros de rayos gamma. Sin embargo, debido a los costos muy altos y a las limitaciones importantes, como los requisitos de crioenfriamiento, el apoyo del gobierno de los EE. UU. a los monitores de portal basados en HPGe se abandonó.
Los RPM diseñados para interceptar amenazas nucleares suelen incorporar una tecnología de detección de neutrones. La gran mayoría de los detectores de neutrones desplegados en los RPM hasta la fecha se basan en tubos de He-3 rodeados de moderadores de neutrones . Sin embargo, desde finales de 2009, la crisis mundial de suministro de He-3 [11] ha hecho que esta tecnología no esté disponible. La búsqueda de tecnologías alternativas de detección de neutrones ha arrojado resultados satisfactorios. [12]
La última tecnología que se está implementando en los puertos [13] utiliza helio natural presurizado para detectar directamente neutrones rápidos, sin la necesidad de moderadores de neutrones voluminosos . Utilizando núcleos de retroceso después de eventos de dispersión de neutrones, el helio natural brilla (centellea), lo que permite que los fotomultiplicadores (por ejemplo, SiPM) produzcan una señal eléctrica. [14] La introducción de moderadores y litio-6 para capturar neutrones termalizados aumenta aún más las capacidades de detección del helio natural, a expensas de perder la información inicial de los neutrones (como la energía) y reducir la sensibilidad a los materiales emisores de neutrones protegidos.
Los RPM se implementan con el objetivo de interceptar amenazas radiológicas, así como para disuadir a grupos maliciosos de implementar dichas amenazas.
Los dispositivos de dispersión radiológica (RDD) son armas de disrupción masiva, más que armas de destrucción masiva. Las " bombas sucias " son ejemplos de RDD. Como sugiere su nombre, un RDD tiene como objetivo dispersar material radiactivo sobre una zona, lo que provoca altos costes de limpieza y daños psicológicos y económicos. Sin embargo, las pérdidas humanas directas causadas por los RDD son bajas y no se atribuyen al aspecto radiológico. Los RDD se fabrican fácilmente y los componentes se obtienen con facilidad. Los RDD son comparativamente fáciles de detectar con los RPM debido a su alto nivel de radiactividad. Los RDD emiten radiación gamma y, a veces, según los isótopos utilizados, neutrones.
Los dispositivos nucleares improvisados (IND) y las armas nucleares son armas de destrucción masiva. Son difíciles de adquirir, fabricar, reacondicionar y manipular. Si bien los IND pueden construirse para emitir solo pequeñas cantidades de radiación, lo que dificulta su detección con RPM, todos los IND emiten cierta cantidad de radiación gamma y de neutrones.
La radiación gamma, así como la radiación de neutrones, pueden hacer que las RPM activen un procedimiento de alarma. Las alarmas provocadas por fluctuaciones estadísticas de las tasas de detección se denominan falsas alarmas. Las alarmas provocadas por fuentes radiactivas benignas se denominan alarmas molestas. Las causas de las alarmas molestas se pueden dividir en varias grandes categorías:
Este artículo se refiere principalmente a los RPM desplegados para inspeccionar camiones en los puertos de entrada. Más de 1400 RPM se despliegan en las fronteras de los EE. UU. y una cantidad similar en lugares extranjeros con el propósito de interceptar material radiológico y nuclear ilícito. Los despliegues de los EE. UU. cubren todos los vehículos fronterizos terrestres, toda la carga en contenedores de los puertos marítimos y todas las instalaciones de correo y mensajería urgente. También se están realizando esfuerzos para implementar medidas similares en otros vectores transfronterizos, incluidos:
Los RPM también se utilizan en instalaciones nucleares civiles y militares para evitar el robo de materiales radiológicos. Las acerías suelen utilizar RPM para filtrar la chatarra que reciben y evitar así la eliminación ilegal de fuentes radiactivas. Las plantas de incineración de basura suelen controlar el material que llega para evitar la contaminación.
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