Detecção Material Ilícito

718 visualizações

Publicada em

0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
718
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
44
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
2
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Detecção Material Ilícito

  1. 1. Programa de Iniciação TecnológicaOrientador : Alexandre Soares LealOrientando : Frederico Vinícius de Souza Leite
  2. 2. Uso de tecnologia nuclear para detecção de material ilícito, potencialmente destrutivo e radioativoFrederico Vinícius de Souza Leite
  3. 3. 1 - Motivação• Aumento acentuado de atentados terroristas o crescimento e enriquecimento de poderosos cartéis do tráfico de drogas• Herança de inúmeras guerras travadas ao longo do século XX: vários países, inclusive da Europa, tem, até hoje, minas terrestres espalhadas por seu território• Tráfego intenso de pessoas e mercadorias – é preciso controlar o que passa pelas fronteiras
  4. 4. Cresce a busca por garantias de segurança, para se evitarnovos desastres e impedir a entrada dedrogas, armamentos, e material radioativo pelas fronteirasmais movimentadas do mundo.
  5. 5. • Torna-se cada vez mais necessário encontrar-se métodos novos de inspeção, não destrutivos, rápidos e mais eficazes, para assegurar as fronteiras em aeroportos e portos• É preciso conseguir superar a tecnologia e os métodos usados pra disfarçar o material ilícito.
  6. 6. 2 - Métodos de inspeção• Diversos métodos vem sendo desenvolvidos. Resultados bastante satisfatórios foram obtidos com o uso de tecnologia nuclear – métodos baseados em reações nucleares
  7. 7. 2.1 - Uso da radiação para inspeção visual• Amplamente utilizado e bem aceito já pela população em geral• Comercialmente estabelecido• Tecnologia atual permite dispositivos fixos e até mesmo portáteis
  8. 8. Radiografia por Raios - X • Mais comum, muito presente em aeroportos.Figuras: “Contraband detection with fast neutrons” - Andy BUFFLER
  9. 9. • Disponível comercialmente atualmente em dispositivos portáteis, alguns até do tamanho de uma maleta, com fonte própria de raios-X Figuras retiradas de INSTRUMENTAL TECHNIQUE FOR THE DETECTION AND IDENTIFICATION OF RADIOACTIVE, FISSILE AND EXTRA HAZARDOUS SUBSTANCES - Nikolay R. KUZELEV, I.N. IVANOV, Vyacheslav M. YUMASHEV
  10. 10. Radiografia por Raios Gama (gamagrafia)• Similar a conhecida radiografia por raios-X, usa fontes radioativas, tais como o Cobalto - 60 (60Co) ou o Irídio - 192 (192Ir)• Usa um detector de raios gama para gerar imagem a partir da interação desses raios com a matéria.• Precisão da imagem depende da fonte de raios gama utilizada e das propriedades da matéria inspecionada
  11. 11. Imagem obtida da inspeção de automóveis utilizando raios gama . Os resultados obtidos são similares aos que usam raios-X para reconstruir a imagem.Figura: “Contraband detection with fast neutrons” - Andy BUFFLER
  12. 12. 2.1.2 - Limitações• Inspeção meramente visual pode não ser suficiente. A eficácia da investigação depende muito do fator humano• No caso já citado das minas terrestres, não há como utilizar mera inspeção visual• Mesmo com a tecnologia mais desenvolvida, radiografias são pouco sensíveis aos elementos mais leves, como H, C, N, O – principais componentes de explosivos
  13. 13. 2.2 – Técnicas Alternativas• Uma possível solução é uma análise elementar da amostra investigada, baseada nos produtos obtidos de reações nucleares• Obtém-se uma descrição qualitativa e quantitativa da amostra, em termos de sua composição molecular
  14. 14. 2.2.1 -Técnicas Passivas• Ideais para detecção de elementos naturalmente radioativos, como os chamados SNM (special nuclear materials)• Materiais radioativos emitem constantemente nêutrons e/ou raios gama, em quantidades apreciáveis
  15. 15. • Para aumentar a eficácia, dispositivos possuem detectores de nêutrons e de raios gama• Tecnologia dos detectores continua em desenvolvimento - atualmente utiliza semicondutores, capazes de detectar traços cada vez menores de radiação Detector de carboneto de silício sendo testado em laboratório nos EUA Figura: “Fast Digitization and Discrimination of Prompt Neutron and Photon Signals Using a Novel Silicon Carbide Detector” - Brandon W. Blackburn , James T. Johnson, Scott M. Watson , David L. Chichester, James L. Jones , Frank H. Ruddy, John G. Seidel , Robert W. Flammang
  16. 16. 2.2.2 -Técnicas ativas• No caso de materiais que não emitem naturalmente quantidades consideráveis de radiação, usa-se técnicas ativas• A amostra é ativada – bombardeada por radiação direcionada, ela é “forçada” a emitir radiação, devido as reações nucleares impostas a ela
  17. 17. A colisão de um nêutron bombardeado com o núcleo deum isótopo excita o mesmo a um estado energéticoinstável. O decaimento espontâneo de volta ao estadoinicial (estável) envolve a emissão de partículas sub-atômicas e de energia – raios gama
  18. 18. • Os produtos dessas reações tem energias características para átomos de cada elemento.• A análise dessa energia permite a determinação molecular quantitativa e qualitativa do material inspecionado• Resultados são obtidos pela análise de espectrogramas – radiação emitida é detectada e quantificada
  19. 19. Espectrogramas característicos de alguns materiais e elementos comumente encontrados nas investigaçõesFigura: “Contraband detection with fast neutrons” - Andy BUFFLER
  20. 20. 2.2.3 -Variações• Há técnicas diferentes baseadas nesse mesmo princípio – algumas utilizam nêutrons térmicos (baixa energia), outras usam nêutrons epitérmicos (média energia), nêutrons rápidos (alta energia)• Faltam ainda estudos eficazes para determinar qual delas seria a mais eficiente
  21. 21. • O princípio de funcionamento é o mesmo : detecta-se a radiação emitida pela amostra ativada, quando essa “decai” para um nível energético mais estável Esquema de montagem de um detector por ativação neutrônica a ser usado em aeroportosFigura: “Contraband detection with fast neutrons” - Andy BUFFLER
  22. 22. • Técnica já disponível comercialmente, em diversas montagens Essas duas máquinas são apresentadas num panfleto virtual de uma empresa russa chamada Scientific and Technical Center RATEC - “STC RATEC Security Systems” Figura do caminhão : “Contraband detection with fast neutrons” - Andy BUFFLER
  23. 23. Pode detectar até mesmo minas terrestres• Recentes estudos tem conseguido bons resultados na detecção de nêutrons epitérmicos refletidos, baseando-se na determinação da concentração de hidrogênio, tipicamente de 18 % em explosivos.• Área ainda não consolidada – ainda é preciso mais pesquisa para a determinação e o desenvolvimento de um método definitivo
  24. 24. 2.3 -Limitações dos métodos ativos e passivos• É preciso diferenciar a radiação emitida que se quer medir de radiação naturalmente presente, por vezes até de material comum, como areia para gatos e fertilizantes• Propõe-se que os métodos baseados em reações nucleares sejam usados como suportes, para aferição precisa no caso de detecção suspeita por métodos imagéticos
  25. 25. • Ainda são métodos caros comercialmente – falta desenvolver a tecnologia afim de que seja financeiramente viável sua implementação em larga escala• Faltam estudos conclusivos a respeito do método que obtém os melhores resultados – qual fonte de nêutrons usar, qual tipo de nêutrons usar?• O objetivo é um método que seja rápido e eficiente
  26. 26. 3 - Conclusão• Os métodos analíticos baseados em tecnologia nuclear vem sendo empregados há algum tempo, mas ainda não foram esgotadas suas potencialidades.• O desenvolvimento tecnológico tem contribuído significativamente para a obtenção de resultados cada vez mais precisos e confiáveis.
  27. 27. • Tais técnicas já são reconhecidas como boas opções para investigação não invasiva, e já são usadas em alguns países• O óbvio interesse econômico nessa área é um fator crucial para o avanço da pesquisa e do desenvolvimento FIM

×