ایران ترجمه – مرجع مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

کتاب تهدید های هسته ای و چالش های امنیتی – فصل ۱۷: مفاهیم پیشرفته در خصوص تشخیص چند بعدی تشعشع و تصویربرداری

کتاب تهدید های هسته ای و چالش های امنیتی – فصل ۱۷: مفاهیم پیشرفته در خصوص تشخیص چند بعدی تشعشع و تصویربرداری

کتاب تهدید های هسته ای و چالش های امنیتی – فصل ۱۷: مفاهیم پیشرفته در خصوص تشخیص چند بعدی تشعشع و تصویربرداری – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه آموزش

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

 

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر

مقالات ترجمه شده گروه امنیت - ایران ترجمه - Irantarjomeh

شماره
۹
کد مقاله
sec09
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
کتاب تهدید های هسته ای و چالش های امنیتی – فصل ۱۷: مفاهیم پیشرفته در خصوص تشخیص چند بعدی تشعشع و تصویربرداری
نام انگلیسی
Nuclear Threats and Security Challenges – Chapter Chapter 17: Advanced Concepts in Multi-dimensional Radiation Detection and Imaging
تعداد صفحه به فارسی
۳۷
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۵
کلمات کلیدی به فارسی
تهدید هسته ای, چالش امنیتی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Nuclear Threat, Security Challenge
مرجع به فارسی
کمیسیون تنظیم مقررات هسته ای، واشنگتن، ایالات متحده، سری کتاب های علوم ناتو برای صلح و امنیت، اسپرینگر
مرجع به انگلیسی
Samuel Apikyan, David Diamond; NATO Science for Peace and Security Series; Series B: Physics and Biophysics; Springer
قیمت به تومان
۱۵۰۰۰
سال
۲۰۱۴
کشور
ایالات متحده
 
کتاب تهدید های هسته ای و چالش های امنیتی
 
فصل ۱۷
 
مفاهیم پیشرفته در خصوص تشخیص چند بعدی تشعشع و تصویربرداری
 
 
کمیسیون تنظیم مقررات هسته ای، واشنگتن، ایالات متحده
سری کتاب های علوم ناتو برای صلح و امنیت
اسپرینگر
۲۰۱۴
 
چکیده
مفاهیم پیشرفته در خصوص فرآیند تشخیص تشعشع و تصویربرداری هسته ای به طور معنی داری سبب ارتقای ظرفیت های مرتبط با امنیت هسته ای و ایمنی آن و همچنین جلوگیری از تشعشع، در پاسخ به احتمال بروز حملات هسته ای یا رادیولوژیکی، شده است. پیشرفت های اخیر در خصوص مفاهیم تشخیص رادیولوژیکی و هسته ای با استفاده از اطلاعات و داده های تکمیلی حسگرها سبب فراهم آوردن ظرفیت های ارتقاء یافته متعاقب در این زمینه و مدیریت ریسک و تسکین مخاطرات مرتبط با این موضوع شده است. در این مبحث ما به طور خلاصه برخی از مفاهیم و فناوری هایی را مورد بحث قرار می دهیم که در برنامه فیزیک هسته ای کاربردی دانشگاه برکلی توسعه یافته و پیاده سازی شده اند. این موارد محدوده گستره ای از ابزاره ها در مقیاس وضوح / قدرت تفکیک میکرومتری را شامل می شوند که قابلیت ارائه راهکارهای جدید در ارتباط با تشخیص و بازسازی اشعه های گاما، به منظور حاصل آوردن ظرفیت های تشخیصی مناسب، را دارند. مکمل چنین فرآیندی سنجش و همبسته سازی داده های بافتی و محیطی با استفاده از آثار و زمینه های هسته ای تلقی می گردد تا از این طریق قابلیت افزایش توانایی تشخیص منابع ضعیف در بین زمینه های متغیر فضایی و زمانی بوجود آید. در این راستا، مفهوم تصویربرداری سه بعدی و حجمی و سیستم استریت ویوی (Nuclear Street View) هسته ای مورد بررسی قرار گرفته که هر دو در ارتباط با فرآیند تشخیص و مشخص سازی ویژگی های مواد هسته ای و فعالیت های مرتبط می باشند. در نهایت، تأثیر این فناوری ها در ارزیابی کارآمد ساختارها و میزان تشعشع پس از بروز یک حادثه رادیولوژیکی یا هسته ای مورد بحث قرار خواهد گرفت.
۱۷ـ۱٫ مقدمه
قابلیت تشخیص تشعشع هسته های اتمی یا فرآیندهای هسته ای از کاربردهای مختلفی نظیر تحقیقات اولیه تا کاربردهای پزشکی و امنیتی برخوردار می باشد. برخی از اهداف این کاربردهای متنوع مشابه می باشند، چرا که هدف تشخیص یا ارزیابی آثار هسته ای ضعیف خاص در یک موقعیت مشخص است. از نقطه نظر مفهومی ما توانایی متمایز سازی بین فرآیند تشخیص و ارزیابی را خواهیم داشت. در ارتباط با فرآیند تشخیص، یک ماتریس تصمیم باینری را می توان تعریف نمود که قابلیت حاصل آوردن کلیه نتایج محتمل، چه درست و چه غلط، در خصوص ویژگی های تشخیص یا غیرتشخیصی را خواهد داشت. در خصوص ارزیابی، یک تابع غیرباینری، چه به عنوان یک کمیت خاص یا شکل یا هر گونه از خواص مورد نظر دیگری، را می بایست مورد سنجش قرار داد، برخی از وسایل کاربردی در این خصوص شامل دستگاه های شمارشگر میزان تشعشع، طیف سنج های پیشرفته تر یا ابزارهای تصویربرداری می باشند که برای تشخیص یا ارزیابی مورد استفاده قرار می گیرند. در هر یک از این حوزه ها یا موارد کاربردی، چالش پیش روی ایجاد تمایز بین اطلاعات مرتبط و غیرمرتبط و تشخیص سیگنال مورد نظر و ویژگی های زمینه ای آن، و یا سیگنال و نویز با حساسیت و ویژگی های خاص بالا می باشد.
مخصوصاً پس از بروز رخدادهای مورخ ۹/۱۱/۲۰۰۱ میزان سرمایه گذاری در جهت ارتقای ظرفیت های تشخیص هسته ای در سطح ملی در ایالات متحده و کلاً در سطح جهان افزایش یافته است. حسگرهای تابشی هم اکنون به طور فراوان در مناطق مرزی و در شهرها، چه به صورت ایستگاهی، یا به صورت سکوهای سیار یا حتی شخصی نصب شده و به بکار گرفته شده اند. هدف اصلی این سیستم ها تشخیص زودهنگام تکثیر مواد رادیولوژیکی یا هسته ای می باشد که ممکن است در حملات تروریستی از آن استفاده شود. این فرایند تشخیصی شامل تشخیص و ممانعت از جابجایی و حمل و نقل و یا ذخیره سازی مواد می باشد. این مؤلفه همچنین شامل تشخیص خاص فعالیت های اعلام نشده ای است که ممکن است منجر به انحراف در کاربرد مواد در تأسیسات هسته ای یا رادیولوژیکی شود. اخیراً بر اهمیت تابش زمینه ای تاکید شده است که بر مبنای آن باید قابلیت بحساب آوردن فرآیندهای تشخیصی و ارزیابی مواد هسته ای و فعالیت مرتبط را داشته باشیم. در عین آنکه چنین موردی ممکن است بر روی سیگنال مورد بررسی تأثیری نداشته باشد، همانند مقدار و نوع ماده رادیولوژیکی و ویژگی های استحفاظی یا پوششی، درک و ارزیابی مؤلفه های زمینه ای به طور کارآمد سبب افزایش حساسیت فرآیند تشخیص خواهد شد. یکی از مؤلفه های سنجشی که به طور معمول برای تشخیص حساسیت مورد استفاده قرار می گیرد منحنی مشخصه عملگر گیرنده (ROC) می باشد که نشان دهنده احتمال تشخیص (PD) به عنوان تابع نرخ هشدار کاذب (FAR) برای یک روش تشخیص خاص و یک سناریوی تشخیص مرتبط می باشد. هر دو مورد PD و FAR در سیستم های تشخیص کاربردی مهم و حیاتی تلقی می گردند چرا که PD سطح بالا قابلیت تضمین مناسب فرآیند تشخیص سیگنال های ضعیف را داشته، در حالی که FAR سطح پایین از تأثیر حداقلی  هشدارهای  آزار دهنده ای، که می بایست آنها را مخاطب قرار داد، اطمینان حاصل می کند. البته حفظ FAR در سطح پایین برای حسگرهای دستی و همچنین سیستم های بزرگتر، به منظور تشخیص از راه دور، خود یک چالش بشمار می آید. چالش مربوط به حفظ بالای PD و پایین FAR برای سیگنال های ضعیف، مخصوصاً به هنگامی که اشعه گاما مورد استفاده قرار می گیرد بواسطه این حقیقت تشدید می شود که زمینه های تابشی ممکن است از بصورت فضایی و زمانی تغییر یابند. یافتن راهکارهایی جهت ارزیابی یا حذف زمینه مورد بررسی از سیگنال مشخص همچنان به عنوان یکی از رشته های باز تحقیقاتی به شمار می آید. در این مقاله، ما نسبت به بررسی رویکردهای مکمل در ارتباط با تحقیقات جاری اقدام می نماییم که خود محدوده ای از مفاهیم پیشرفته در زمینه تصویربرداری اشعه گاما تا استفاده از ترکیب های گسترده ای از حسگرهای متعدد جهت انجام برآوردهای گسترده را شامل می شود. موارد آخری غالبا جهت درک بهتر گوناگونی های زمینه های تابشی محیطی در جهان واقعی مد نظر می باشد.
 
 
۱۷ـ۲٫ رویکردهای مربوط به تشخیص و ارزیابی پیشرفته
غالب سیستم های تشخیص که امروزه پیاده سازی شده اند جزء ابزاره های ساده ای به شمار می آیند که محدوده ای از دستگاه های تابش سنج فعال فشرده تا مانیتورهای قابل حمل پلاستیکی بزرگ را شامل می شوند. به منظور به حداقل رسانی یا تسکین ویژگی پایین، تشخیصگرها یا آشکارسازهای اشعه گاما با قابلیت طیف سنجی بکار گرفته می شوند که توانایی تمایز بین منابع بدون خطر و خطرناک را دارند. منابع بدون خطر را می توان جزء مواد طبیعی یا پزشکی و یا منابع صنعتی به شمار آورد. یافتن راهکارهایی جهت ارتقای درک و ارزیابی گوناگونی های زمینه ای می تواند سبب ارتقای قابلیت ما در ارتباط با تشخیص بدون ابهام منابع خطرآفرین شود. ویژگی تکمیلی در خصوص طیف سنجی، قابلیت بکارگیری مفاهیم تصویربرداری جهت مشخص سازی منابع خطرساز نقطه – مانند  در زمینه های گسترده  و یا از طریق همبسته سازی اثرات طیفی با موقعیت های خاص می باشد. یک اشعه گاما با قابلیت اندازه گیری انرژی آن می تواند به عنوان یک مؤلفه باارزش تری در مقایسه با صرف توانایی ثبت وجود آن به شمار آید. جهت حادثه و موقعیت منبع نیز سبب ارائه ارزش بیشتری در ارتباط با فرآیند تشخیص می شود. با این وجود، هر دو مورد طیف سنجی و تصویربرداری ممکن است در ارتباط با کاهش کارایی تلقی شوند، چرا که کلیه اشعه های گاما اقدام به رسوب انرژی کامل خود در یک آشکارساز ننموده و صرفاً کسری از اشعه های گامای ورودی را می توان تصویربرداری نمود. بهره حاصله در خصوص ویژگی خاص کاربرد فرآیندهای طیف سنجی، تصویربرداری و یا تکمیلی از این دو مؤلفه را می بایست با توجه به اتلاف کارایی و هزینه های اضافه و پیچیدگی های پیاده سازی سیستم ها به گونه ای متعادل و مناسب ساخت.
۱۷ـ۲ـ۱٫ تصویربرداری کامپتون مبتنی بر ردیابی الکترون
راهکارهای متعارف تصویربرداری با استفاده از پرتو گاما که به طور گسترده ای در پزشکی هسته ای بکار گرفته شده اند متکی به کاربرد کلیماتورها یا دستگاه های موازی ساز به منظور تعیین زاویه برخورد، یا اصطلاحا خط پاسخ، می باشند. این سیستم ها به صورت موفقیت آمیزی با انرژی های ۱۴۰ ke V پرتوی گاما یا تا انرژی سطح ۴۰۰ ke V کار می کنند، اما در عین حال در سطوح بالاتر انرژی آنها با افت معنی دار کارایی روبرو می شوند که علت آن را می توان تضعیف محدود پرتوی گاما در کلیماتور خواند. فرآیند تصویربرداری بر مبنای دیاگرام کد شده قابلیت ارائه کارایی بالاتر تا میزان ۵۰ درصد را خواهد داشت، اما با این وجود، این فرآیند محدود به پیکربندی های ساده منبع می باشد. به علاوه، کلیماتورهای پاسیو و دیافراگم ها سنگین هستند و حمل و نقل آنها آسان نیست.
۱۷ـ۲ـ۲٫ تصویربرداری حجمی سه بعدی
به صورت مکمل با کاربرد ابزاره های با قابلیت رزولوشن میکرومتری و دستگاه های کوچک-مقیاس استفاده شده جهت توسعه نسل جدیدی از سیستم های تصویربرداری پرتوی گاما با توجه به مباحث بحث شده فوق، ما اقدام به دنبال نمودن فرآیند توسعه سیستم تصویربرداری پرتوی گامای دستی با اندازه کوچک در ترکیب با حسگرهای بافتی نمودیم. این سیستم های تصویربرداری حجمی سه بعدی ترکیبی قابلیت بازسازی همزمان محیط سه بعدی یا صحنه سه بعدی و ترکیب تصاویر پرتوی گاما با دنیای سه بعدی را خواهند داشت. این آمیختگی یا ترکیب سه بعدی فراتر از آن چیزی می باشد که قبلاً در ارتباط با تصاویر مصور و تصاویر پرتوی گاما در محتوای دو بعدی از طریق یکپارچه سازی کامل اطلاعات چند حسگر در ابعاد سه بعدی حاصل آمده است. مزیت این سیستم افزایش قابل توجه کارایی، دقت و کنتراست در زمینه برآورد اطلاعات پرتوی گاما، احتمال کوآنتش سازی منابع پرتوی گاما، و سرعت افزایش یافته در زمینه بازسازی پرتوی گاما می باشد. با توجه به بستر توسعه این سیستم، ما اقدام به استفاده از سیستم تصویربردار کامپتون متراکم نسل دوم (CCI-2) و سیستم تصویربرداری چند مودی با کارایی بالا (HEMI) نمودیم [۱۲ ـ ۱۴]. هر دوی این سیستم ها در شکل ۱۷ـ۴ نشان داده شده اند.
۱۷ـ۲ـ۳٫ سیستم های تشخیص مقیاس بزرگ
ما اقدام به استفاده از سیستم ارائه شده به وسیله دفتر تشخیص هسته ای خانگی (DNDO) تحت عنوان بستر اکتساب چند حسگری رادیولوژیکی RadMAP در منطقه BAY برای سه سال اخیر نموده ایم. بر این مبنا ما سه هدف را با استفاده از این سیستم دنبال نمودیم: (۱) نگاشت سیستماتیک زمینه های تابش، (۲) ارزیابی مفاهیم تشخیص در محیط های واقعی، (۳) توسعه برنامه استریت ویوی هسته ای [۱۷]. یک نگاشت سیستماتیک زمینه های تابشی در محدوده محیطی با گوناگونی های موقتی و زمانی خود به عنوان یک مؤلفه مهم جهت ارزیابی توسعه مفاهیم تشخیص ارتقاء یافته بشمار می آید.
۱۷ـ۳٫ برنامه استریت ویوی هسته ای
همانگونه که قبلاً ذکر شد یکی از اهداف RadMAP ارائه و توسعه برنامه استریت ویوی هسته ای (Nuclear Street View) می باشد. شکل ۱۷ـ۱۰ نشان دهنده این مفهوم است. حسگرهای Lidar و ویژوال جهت ایجاد سطوح سه بعدی شامل موقعیت ها و جهت گیری های نسبی کامیون در صحنه های مورد ارزیابی بکار گرفته شده اند. فرآیند قطعه بندی معنایی نیز جهت دسته بندی اتوماتیک آبجکت ها نظیر ساختمان ها، مناطق پوشیده سبز، پیاده روها، ماشین های سواری، اشخاص و دیگر موضوعات بکار گرفته شده است. مفهوم استریت ویوی هسته ای قابلیت ایجاد ارتباط بین آثار طیفی در زمینه این آبجکت ها یا موضوعات را خواهد داشت. چنین موردی از طریق ترکیب فرآیند قطعه بندی معنایی با داده های تصویربرداری پرتوی گاما و اطلاعات حاصله در خصوص پاسخ های دقیق به چنین ویژگی های مشخص شده می تواند موارد فوق را به خوبی اجرا نماید. مفهوم برنامه استریت ویوی هسته ای نه تنها به ما اجازه ارتباط بین آثار پرتوی گاما با توجه به آبجکت های مختلف نظیر ساختمان ها را می دهد، بلکه این سیستم قابلیت تشخیص زمینه های مشخص شده و آثار خاص غیرتابشی را نیز خواهد داشت. این آثار هم اکنون با استفاده از دوربین های ابرطیفی که بر روی وسیله نقلیه دارای سیستم RadMAP نصب شده است مورد بررسی قرار می گیرند.
۱۷ـ۴٫ خلاصه و چشم اندازها
پیشرفت ها در زمینه تشخیص تشعشع و فناوری های مربوط به حسگر همراه با قابلیت های پردازش سریع سیگنال ها و ارائه الگوریتم های مرتبط همچنان تداوم داشته و قابلیت فراهم آوردن ظرفیت های جدید و ارتقاء یافته در زمینه تشخیص و نگاشت / نقشه برداری مواد رادیولوژیکی و هسته ای را ایجاد می نمایند. تشخیصگرهای تابشی با قدرت تفکیکی یا وضوح میکرومتری جدید قابلیت ایجاد اطلاعاتی را دارند که سبب می شود ظرفیت های پیش بینی نشده در زمینه بازسازی مسیر و انرژی های پرتوی گاما به خوبی مورد استفاده قرار گیرند. تشخیص گرهای نیمه رسانای حساس به موقعیت و تشخیص گرها با وضوح انرژی بالا نیز هم اکنون در دسترس می باشند که قابلیت ارائه طیف سنجی و تصویربرداری مطلوب را دارند. در ترکیب با حسگرهای بافتی، داده های تصویر پرتوهای گاما را می توان با داده های صحنه های سه بعدی به صورت همزمان در یک زمان تقریباً حقیقی ترکیب نموده و مورد استفاده قرار داد. کاربرد داده های آبجکت های بافتی به طور قابل توجهی سبب افزایش دقت در زمینه بازسازی موقعیت منابع پرتوی گاما شده است و سرعت فرآیند بازسازی را افزایش داده است و نهایتاً سبب تعیین قابلیت ها و قدرت منابع گردیده است. تصویربرداری حجمی سه بعدی را می توان در داخل تأسیسات پردازش هسته ای و تأسیسات ضایعاتی و یا در بیرون از این تأسیسات بکار گرفت و اقدام به جستجوی منابع ضعیف یا آلایندگی های مربوطه در نواحی مرتبط نمود. این ظرفیت های جدید و پیشرفته همچنان نقش مهمی را در ممانعت از بروز رخدادهای هسته ای و یا در پاسخ به حوادث رادیولوژیکی یا هسته ای ایفا نموده و همچنین ایفا خواهند نمود.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.