(57)【要約】放射性物質検出装置（２０）は、送信器（２６）、放射線センサ（２４）、および制御器（３０）を含む。送信器（２６）は、信号に応じて情報を送信する。放射線センサ（２４）はセンサ出力を有し、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成されている。制御器（３０）は、放射線センサ（２４）からセンサ出力を受け取り、前記信号を送信のために前記送信器（２６）に送るように構成されている。
2005534898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号に応じて情報を送信する送信器（２６）と、
センサ出力を有し、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）と、
前記放射線センサ（２４）から前記センサ出力を受け取り、前記信号を送信のために前記送信器（２６）に送るように構成された制御器（３０）と
を備えた放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２】
前記制御器（３０）および前記送信器（２６）のうち一方に電気的に接続され、前記送信器（２６）によって送信されている前記情報に識別データを提供するように構成された識別タグ（２８）をさらに備えた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項３】
前記識別タグ（２８）はさらに位置データを含む、請求項２に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項４】
前記制御器（３０）および前記送信器（２６）のうち一方に電気的に接続され、前記送信器（２６）によって送信されている前記情報に位置データを提供するように構成された全地球測位トランシーバ（３２）をさらに備えた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項５】
前記送信器（２６）は、無線周波数、赤外線、光波、マイクロ波、電圧、および電流のうち１つを用いて情報を送信する、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項６】
前記放射性物質検出装置（２０）を、検査対象物（１２）に対して解除可能に取り付けるように構成された、着脱可能なホルダをさらに備えた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項７】
前記着脱可能なホルダは、検査対象物（１２）を、磁力、接着、機械的固定、および吸着のうち１つにより固定する、請求項６に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項８】
前記放射線センサ（２４）は、前記センサ出力を、検出された放射線の量に比例して変化させる、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項９】
前記放射線センサ（２４）はガンマ放射線センサを含む、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１０】
前記放射線センサ（２４）は中性子センサを含む、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１１】
前記放射線センサ（２４）は中性子センサおよびガンマ放射線センサを含む、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１２】
検査対象物（１２）の慣性モーメントの変化を検出するように構成された慣性モーメントテスト装置と組み合わされた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１３】
検査対象物（１２）の回転慣性の変化を検出するように構成された回転慣性テスト装置と組み合わされた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１４】
前記予め定められた期間は、前記検出装置（２０）を収納する容器または乗り物(vehicle)（１０）の輸送時間によって規定される、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１５】
検査対象物（１２）内の生体の存在を検出するように構成された生体検出器と組み合わされた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１６】
マスターユニット／マスターモジュール（４０）と組み合わされた請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）であって、前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）は、
前記放射性物質検出装置（２０）の前記送信器（２６）から、前記送信された情報を受け取るように構成された受信器（４２）と、
識別出力部（４８）と、
前記受信器（４２）に接続され、前記受けとった情報の状態に基づいて前記識別出力部（４８）を駆動するように構成されたマスター制御器（４６）と
を備えている、放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１７】
配送中に放射線を検出するための携帯型放射性物質検出装置（２０）であって、
信号に応じて情報を送信することが可能な送信器（２６）と、
センサ出力を有し、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）と、
前記放射線センサ（２４）から前記センサ出力を受け取り、前記信号を送信のために前記送信器（２６）に送るように構成された制御器（３０）と
を備えた装置。
【請求項１８】
前記装置は配送コンテナ（１２）に実装されている、請求項１７に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１９】
前記放射線センサ（２４）は、前記予め定められた期間にわたって放射線を受動的に検出するように構成された、請求項１７に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２０】
前記放射線センサ（２４）は、前記センサ出力を検出された放射線の量に比例して変化させるように構成された、請求項１７に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２１】
前記放射線センサ（２４）はガンマ放射線センサを含む、請求項１７に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２２】
前記放射線センサ（２４）は中性子センサを含む、請求項１７に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２３】
前記放射線センサ（２４）は中性子センサおよびガンマ放射線センサを含む、請求項１７に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２４】
前記予め定められた期間は、前記検出装置（２０）を収納する容器または乗り物（１０）の輸送時間によって規定される、請求項１７に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２５】
検査対象物（１２）内の生体の存在を検出するように構成された生体検出器と組み合わされた、請求項１７に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２６】
信号に応じて情報を送信する送信器（２６）と、
センサ出力を有し、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）、
前記放射線センサ（２４）から前記センサ出力を受け取り、前記信号を送信のために前記送信器（２６）に送るように構成された制御器（３０）、および、
前記制御器（３０）および前記送信器（２６）のうち一方に電気的に接続され、前記送信器（２６）によって送信されている前記情報に識別データまたは位置データを提供するように構成された、識別タグ（２８）
をそれぞれ有する複数の放射性物質検出装置（２０）と、
前記放射性物質検出装置（２０）の前記送信器（２６）から、前記送信された情報を受け取るように構成された受信器（４２）、
識別出力部（４８）、および、
前記受信器（４２）に接続され、前記受けとった情報の状態(status)に基づいて前記識別出力部（４８）を駆動するように構成されたマスター制御器（４６）
を有するマスターユニット／マスターモジュール（４０）と
を備えた放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２７】
前記複数の放射性物質検出装置（２０）のうちの第１の部分集合が、第１の検査対象物（１２）上に配置されている、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２８】
前記複数の放射性物質検出装置（２０）のうちの第２の部分集合が、第２の検査対象物（１２）上に構成され、前記第１および第２の検査対象物（１２）は、前記複数の放射性物質検出装置（２０）の第１の部分集合が、前記第２の検査対象物（１２）のうち少なくとも一部を検出可能であるように配置されている、請求項２７に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２９】
前記識別出力部（４８）は遠隔通信システムに接続されている、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３０】
前記遠隔通信システムは、セルラー式システム、無線コンピュータネットワーク、有線電話システム、有線コンピュータネットワーク、衛星システム、および無線システムのうち１つである、請求項２９に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３１】
前記複数の放射性物質検出装置（２０）のうちの部分集合（１４）の複数が、複数の検査対象物（１２）の上に構成され、前記複数の検査対象物（１２）は、隣接する検査対象物（１２）上に構成された前記複数の放射性物質検出装置（２０）の部分集合が、それらに最も近い他の隣接する検査対象物（１２）の少なくとも一部を検出することが可能であるように並べられている、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３２】
前記複数の放射性物質検出装置（２０）のうち少なくとも３つは１つの検査対象物（１２）の上に構成され、前記少なくとも３つの放射性物質検出装置（２０）は、この検査対象物１２上において、前記検査対象物１２内のいかなる点から前記３つの放射性物質検出装置２０のうちの１つへの距離をも、最小にするような方向にされている、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３３】
前記識別出力部（４８）は、インジケータ灯、音声発生装置、表示装置のうち１つに接続されている、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３４】
各放射線センサ（２４）は、その各センサ出力を、検出された放射線の量に比例して変化させるように構成されている、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３５】
各放射線センサ（２４）はガンマ放射線センサを含む、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３６】
各放射線センサ（２４）は中性子センサを含む、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３７】
各放射線センサ（２４）は中性子センサおよびガンマ放射線センサを含む、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３８】
特定の放射性物質検出装置（２０）からの適切な出力信号の不在は、対応する前記検査対象物（１２）の問題状態を示す、請求項２６に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３９】
放射性物質検出装置（２０）を用いて検査対象物（１２）内の放射性物質を検出する方法であって、前記装置（２０）は、送信器（２６）と、検出制御器（３０）と、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）とを有し、前記方法は、
前記放射性物質検出装置（２０）を前記検査対象物（１２）に実装するステップと、
前記予め定められた期間にわたってガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を感知するステップと、
所定量の放射線が検出されたときに、信号を送信するステップと
を包含する、方法。
【請求項４０】
前記検査対象物（１２）が遮蔽材を含むかどうかを決定するために、前記検査対象物（１２）の慣性モーメントを測定するステップをさらに包含する、請求項３９に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４１】
前記測定された慣性モーメントが所定の偏差量変化するとき、前記検出制御器（３０）は、前記検査対象物（１２）内において重遮蔽が用いられていると判断する、請求項４０に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４２】
前記検査対象物（１２）が遮蔽材を含むかどうかを決定するために、前記検査対象物（１２）の回転慣性を測定するステップをさらに包含する、請求項３９に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４３】
前記測定された回転慣性が所定の偏差量変化するとき、前記検出制御器（３０）は、前記検査対象物（１２）内において重遮蔽が用いられていると判断する、請求項４２に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４４】
前記感知ステップは、前記予め定められた期間にわたってガンマ放射線および中性子の両方を感知することを包含する、請求項３９に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４５】
前記所定量の放射線は強度量である、請求項３９に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４６】
前記所定量の放射線は、前記予め定められた期間全体にわたって感知された累積値である、請求項３９に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４７】
マスターユニット／マスターモジュール（４０）および複数の放射性物質検出装置（２０）を用いて複数の検査対象物（１２）内の放射性物質を検出する方法であって、各装置（２０）は、送信器（２６）と、検出制御器（３０）と、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）とを有し、前記方法は、
前記複数の放射性物質検出装置（２０）を前記複数の検査対象物（１２）に実装するステップと、
各放射性物質検出装置（２０）においてガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を感知し、最初に感知された信号を、前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）に送信するステップと、
前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）において、前記最初に感知された信号に基づき、前記複数の検査対象物（１２）についてのバックグラウンド放射線空間を規定するステップと、
前記バックグラウンド放射線空間を、前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）またはコントロールセンターに格納するステップと、
各放射性物質検出装置（２０）において、前記予め定められた期間にわたってガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を感知し、現在感知されている信号を前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）に送信するステップと、
前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）において、前記現在感知されている信号に基づき、前記複数の検査対象物（１２）についての現在の放射線空間を規定するステップと、
前記複数の検査対象物（１２）間における異常を識別するために、前記放射性物質検出装置（２０）によって現在感知されている前記現在の放射線空間を、前記放射性物質検出装置（２０）によって最初に感知された前記バックグラウンド放射線空間に対して比較するステップと
を包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、放射性物質の検出のための方法および装置に関し、特に、ある場所から別の場所への配送中における、容器またはコンテナ内の放射性物質の存在を検出するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テロリストその他が、近い将来のある時点において、米国または他の国へ放射性または核物質を輸入することを試み、これがテロリストの目的を実行するための核兵器の製造に使われ得るのではないかと言う懸念が増大している。そのような放射性または核物質を配送する１つの方法は、その物質を一見無害な貨物の間、または中に隠すことである。例えば、そのような核物質は、貨物を海上、鉄道、航空、またはトラックによって配送するために典型的に用いられるタイプの、標準的な密封された貨物コンテナ内に収納されることがある。核物質は、そのような密封された貨物コンテナ内に他の無害な品々とともに配置される。このコンテナは例えば、千個以上ものそのようなコンテナをある場所から別の場所へ輸送するような大型コンテナ船の船倉内に配置されているかもしれない。典型的には、既存の貨物検査システムは、そのようなコンテナ船の陸揚げ港または通関港のいずれかにおいて用いられている。典型的には１つの大型コンテナ船によって輸送される数多くのコンテナのため、現状で利用可能な検査設備および人員を利用して、いちいちすべてのコンテナを、放射性または核物質を含むあらゆるタイプの禁制品の存在について完全にチェックすることは、不可能ではないにせよ困難である。各コンテナのより完全な、または詳細な検査を容易にするために、通関港における検査設備および人員を増強することは、そのような各コンテナを検査するために必要な時間およびコンテナの輸送に容認できない遅延が起きること、ならびにコンテナ船の積み込みおよび積み下ろしにおける停滞（back ups）が非常に大きくなる可能性があるため、実際的ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、コンテナがある場所から別の場所へ輸送される間に、密封されたコンテナ内の放射性または核物質を検出するための方法および装置を提供することにより、既存のコンテナ検査システムに関する問題を克服する。したがって、輸送中に潜在的な脅威を識別することが可能であり、放射性または核物質がある国の領海線（territorial limits）に入るよりもずっと前に、適切な行動を取ることができるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
簡潔に言えば、本発明は、送信器、放射線センサおよび制御器を含む放射性物質検出装置を包含する。送信器は、ある信号に応じて情報を送信することが可能である。放射線センサは、センサ出力を有し、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成されている。制御器は、放射線センサからセンサ出力を受け取り、伝送するための送信器にその信号を送るように構成されている。
【０００５】
本発明はまた、配送中に放射線を検出するための、携帯型放射性物質検出装置を包含する。本携帯型装置もまた、送信器、放射線センサおよび制御器を含む。送信器は、ある信号に応じて情報を送信することが可能である。放射線センサはセンサ出力を有し、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成されている。制御器は、放射線センサからセンサ出力を受け取り、伝送するための送信器にその信号を送るように構成されている。
【０００６】
別の局面において、本発明は、放射性物質検出システムを包含する。本システムは、複数の放射性物質検出装置と、マスターユニット／マスターモジュールとを含む。各装置は、送信器、放射線センサ、検出制御器および識別タグを含む。各送信器は、ある信号に応じて情報を送信することが可能である。各放射線センサは、センサ出力部を有し、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成されている。各検出制御器は、放射線センサからセンサ出力を受け取り、伝送するための送信器にその各信号を送るように構成されている。
【０００７】
各識別タグは、制御器および送信器のうち一方に電気的に接続されており、識別データまたは位置データを、送信器によって送信されている情報に提供するように構成されている。マスターユニット／マスターモジュールは、受信器、識別出力部およびマスター制御器を有している。受信器は、放射性物質検出装置の各送信器から、送信された情報を受け取るように構成されている。マスター制御器は、受信器と結合されており、受け取った情報の状態（status）に基づいて、識別出力部を駆動するように構成されている。
【０００８】
別の局面において本発明は、放射性物質検出装置を用いて、検査対象物（object to be tested）中の放射性物質を検出する方法を包含する。本装置は、送信器、検出制御器、および、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサを有する。本方法は、放射性物質検出装置を検査対象物に実装するステップと、予め定められた期間にわたってガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を感知するステップと、所定量の放射線が検出されたときに信号を送信するステップとを含む。
【０００９】
さらに別の局面において本発明は、マスターユニット／マスターモジュールおよび複数の放射性物質検出装置を用いて、複数の検査対象物中の放射性物質を検出する方法を包含する。各装置は、送信器、検出制御器および、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサを有する。本方法は、複数の放射性物質検出装置を複数の検査対象物に実装するステップと、各放射性物質検出装置におけるガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を感知し、最初に感知された信号をマスターユニット／マスターモジュールに送信するステップと、最初に感知された信号に基づいて前記複数の検査対象物についてのバックグラウンド放射線空間を規定（establish）するステップと、バックグラウンド放射線空間をマスターユニット／マスターモジュールまたはコントロールセンターに格納するステップと、前記予め定められた期間にわたって各放射性物質検出装置におけるガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を感知し、現在感知されている信号をマスターユニット／マスターモジュールに送信するステップと、現在感知されている信号に基づいて、前記複数の検査対象物についての現在の放射線空間を規定するステップと、放射性物質検出装置によって現在感知されている現在の放射線空間を、放射性物質検出装置によって最初に感知されたバックグラウンド放射線空間に対して比較することにより、前記複数の検査対象物における異常を識別するステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面を参照し（これらの図を通じて、同様な要素を示すために同一の参照符号を用いている）、図１〜３において、本発明による放射性物質検出システム１０の模式図を示している。放射性物質検出システム１０（図１）は、複数の放射性物質検出装置２０（図２）および、マスターユニット／マスターモジュール４０（図３）を含んでいる。各放射性物質検出装置２０は、送信器２６、放射線検出器またはセンサ２４、検出制御器３０、および識別タグまたはＩＤタガー（tagger）２８を含む。各送信器２６は、信号に応じて情報を送信することが可能である。好ましくは、送信器２６は、無線周波数、赤外線、光波(light waves)、マイクロ波、電圧、電流などを用いて、情報を送信する。各放射線センサ２４はセンサ出力を有し、予め定められた期間にわたって放射線を検出するように構成されている。好ましくは、放射線センサ２４は、センサ出力を、検出された放射線の量に比例して変化するように構成される。検出される放射線の量は、強度量であってもよく、または、予め定められた期間にわたって感知された累積値であってもよい。各検出制御器３０は、その対応する放射線センサ２４からの出力を受け取って、各出力信号を送信のために各送信器２６に送るように構成されている。各識別タグ２８は、制御器３０および送信器２６のうち少なくとも一方に電気的に接続されており、識別データおよび／または位置データを、送信器２６によって送信されている情報に提供するように構成されている。識別データは、検査対象物１２のための一意的な識別子を含み得、さらに、内容物、所有権、検査対象物１２のソース（source）および／または目的地に関する情報を含み得る。好ましくは、放射線センサ２４は、センサ出力を検出された放射線の量に比例して変化させる。
【００１１】
マスターユニット／マスターモジュール４０は、受信器４２と、マスター制御ユニット４０の送信器４８などのような識別出力部と、マスター制御器４６すなわち情報処理システム４６を含む。受信器４２は、放射性物質検出装置２０の送信器２６の各々から送信された情報を受け取るように構成されている。マスター制御器４６は、受信器４２に結合されており、識別出力部または送信器４８を、受け取った情報の状態に基づいて駆動するように構成されている。識別出力部４８は、リモートまたはローカルインジケータ灯、信号表示器パネル、表示装置、音声発生装置（すなわちホーンまたはブザー）などに接続され得る。または、インジケータ出力部４８は、セルラー式システム、電話システム、有線コンピュータネットワーク、衛星システム、無線システムなどのような遠隔通信システムに接続された送信器であってもよい。
【００１２】
好ましくは、図１に示すように、複数の放射性物質検出装置２０のうちの部分集合の複数が、複数の検査対象物１２上に構成され、複数の検査対象物１２は、隣接する検査対象物１２上に構成された複数の放射性物質検出装置２０の部分集合が、それらに最も近い他の隣接する検査対象物１２の少なくとも一部を検出することが可能であるように、並べられる。例えば、複数の放射性物質検出装置２０のうちの第１の部分集合が第１の検査対象物１２上に構成され、複数の放射性物質検出装置２０のうちの第２の部分集合が第２の検査対象物１２上に構成されてもよい。第１および第２の検査対象物１２は、複数の放射性物質検出装置２０のうちの第１の部分集合が、第２の検査対象物１２の少なくとも一部を検出することが可能であり、またその逆も真であるように、構成される。好ましくは、複数の放射性物質検出装置２０のうち少なくとも３つが各検査対象物１２上に構成され、この検査対象物１２上において、検査対象物１２内のいかなる点から前記３つの放射性物質検出装置２０のうちの１つへの距離をも、最小にするような方向にされる。複数の放射性物質検出システム１０を、複数の階、エリア、建物、貨物室などを監視するための監視モニタ、またはコントロールステーションによって、相互接続し得ることが想定される。
【００１３】
１つの可能な実現例として、図１は、通常の技術を有する当業者に周知のタイプの、典型的なコンテナ船１０の貨物室の模式図であり得る。コンテナ船１０は、その貨物室内、また場合によってはその甲板上において、一般に約１０フィート×１０フィート×４０フィートの所定サイズである、複数の箱状のコンテナまたはその他の検査対象物１２を収容するために用いられる。コンテナ船１０に積み込まれる前に、コンテナ１２には、ある場所から別の場所へと配送されるべき品が詰められている。典型的には、配送されるべき品を詰められたコンテナ１２は、コンテナ船１０上に乗せられる前に密封される。コンテナ船１０の貨物室は、複数のそのようなコンテナ１２を横並びかつ端詰め(side by side，end to end)状態で収容し、互いに他のコンテナ１２が上に積み重ねられて実質的に３次元状のコンテナマトリックスを形成することにより、配送効率が最大になるようにコンテナ船１０の利用可能な空間を利用するようなサイズにされる。コンテナ１２は典型的には、上に乗るコンテナ１２に十分な支えを与え、かつ各コンテナ１２に入って配送されている品を、コンテナ１２の配送および積み込み/積み下ろし中に起こり得る損傷から十分に保護するために、スチールその他の剛的で高強度の材料で形成される。典型的な大型コンテナ船１０は、千個以上のコンテナ１２を、ある場所から別の場所へ配送するために、収容し得る。上述のように、コンテナ１２のサイズおよび各コンテナ船１０上のコンテナの数のため、コンテナ１２がさらなる輸送のためにコンテナ船１０から積み下しされる際において、いちいちすべてのコンテナを放射性物質を含む禁制品の存在について十分にチェックすることは、不可能ではないにせよ困難である。
【００１４】
本発明は、コンテナ船１０（または他の何らかの輸送形態）上のそのようなコンテナ１２中の、放射性または核物質の存在を、船がコンテナ１２をある場所から別の場所へ輸送する際に検出するための、方法およびシステムを提供する。典型的には、積み込みされたコンテナ船１０が第１の位置における港を出る時点からそのコンテナ船１０が第２の位置における港に入る時点までのコンテナ船１０の海上輸送時間は、少なくとも数日間であり、１０日間以上にもなり得る。西ヨーロッパと米国との間の配送においては、典型的な輸送時間は、東海岸の米国港については９〜１１日間の範囲である。本発明は、この比較的長い輸送時間を利用し、コンテナ船１０の出発および到着港のいずれにおいても容認できない遅延や港の混雑を引き起こすことなく、コンテナ１２内の放射性または核物質の存在の、秩序だった完全な検出を容易にする。このようにして、船１０がまだ海上に出ている間において、港に接近または入港するよりもずっと前に、適切な行動を取り得る。さらに、船１０が海上にある間に核または放射性物質の存在を検出することが可能なため、物質の国への入国を防止するために船１０を港の外にとどめておくことができ、またはさらなる検査のために船１０を安全な港に移してもよい。
【００１５】
図２は、本発明の好適な実施形態における、センサ装置２０の機能模式ブロック図である。センサ装置２０は、好ましくは密封されておりポリマー性材料などの概して剛的で高強度の材料で形成された、ハウジング２２内に収納される。好ましくは、センサハウジング２２は、不正防止型であり、素早い視認その他の検査によって、ハウジング２２が開封されたりその他の不正を受けたか否かを識別するためのメカニズム、または、不正を検出するための内部の電子的な手段を含んでいる。ハウジング２２は、コンテナ１２の内側または外側に対して、所定の位置で固定されるように構成されている。ねじ、ボルト、クランプなどの１つ以上の機械的固定具の使用、接着剤またはエポキシ接着剤、吸着カップ、磁性取付具またはその他の任意の適切な取付具または技術の使用を含め、通常の技術を有する当業者に周知の様々な技術および方法を用いて、ハウジング２２をコンテナ１２に対して固定し得る。好ましくは、ハウジング２２は、コンテナ１２の内面または外面に対して一時的に固定されるように構成される。このように、放射性物質検出装置２０は、携帯型ユニットであってもよい。しかし、ハウジング２２がコンテナ１２に永久的に固定されていることも、本発明の範囲および趣旨の範囲内である。好ましくは、ハウジング２２が固定されるコンテナ１２上の位置は、コンテナ１２の積み込みや積み下ろし、またはコンテナ１２を３次元マトリックス１４に積み上げることに影響しないようにされる。好ましくは、コンテナ１２またはその他の検査対象物に比較して、ハウジング２２は比較的小さくされる。
【００１６】
図２を再び参照して、ハウジング２２は、コンテナ船１０がある港から別の港へ移動する期間にわたって放射性物質の存在を受動的に検出(passively detect)するために必要な構成部品(component)を含んでいる。本実施形態において、ハウジング２２は、ガンマ放射線検出感知部またはセンサ２４、送信器２６、識別部またはＩＤタガー２８、制御器３０、位置決定部またはタガー３２、および他の構成部品に必要に応じて動作電力を供給するための電源３４を含んでいる。好ましくは、ガンマ放射線センサ部２４は、放射性物質がセンサ装置２０が取り付けられているコンテナ１２の中または近傍に存在するときに、放射性物質から発せられるガンマ放射線の存在を感知することが可能な、内蔵された（self-contained）受動素子（passive device）である。ガンマ放射線感知部２４は、好ましくは通常の技術を有する当業者一般には周知のタイプであり、いくつかの供給元から入手可能である。ガンマ放射線感知部２４は、感知されたガンマ放射線に比例する電気的な出力信号を提供する。ガンマ放射線感知部２４からの出力は、送信器２６への入力として供給される。放射線センサ２４の出力はまた、送信器２６への送信前に、予め定められた、または指定された期間にわたって累積され得る。適切な信号調整部（signal conditioning components）（図示せず）を、ガンマ放射線感知部２４と送信器２６との間に挿入してもよい。
【００１７】
ガンマ放射線感知部２４の目的は、感度を最大化し、ひいては禁制品（counterband）の放射性または核物質（核分裂性物質）を最もよく検出することである。しかし、感度の高いガンマ線検出器は、特定の商業的に容認された物質中に微量元素として天然に生じる特定の放射性同位体に対しても、感度が高いことがある。カリウム系の肥料において生じるカリウム４０や、粘土中の微量放射能の崩壊生成物が、ガンマ放射線感知部２４によって検出され得る商業的に容認された物質の例である。貨物コンテナにおいてやはり合法的に配送され得る、医学的または産業的用途での使用を意図された人工的な放射性物質もまた、検出され得る。このように、本システムのガンマ放射線感知部２４による検出は、一見して秘密の核分裂性物質の偽検出を起こし得る。
【００１８】
そのような偽陽性検出の発生を最小限にするための一法は、ガンマ放射線感知部２４とともに、中性子に対して感度が高い別の検出器を用いることである。天然に生じる放射性元素および人工的な放射性同位体の大多数は中性子を発せず、一方で、核分裂性物質は中性子を発する。このようにして、ガンマ放射線感知部２４を中性子監視部とともに用いた同時的な監視により、核分裂性物質とその他の放射性源との区別が可能になる。
【００１９】
ガンマ放射線感知部２４による偽陽性検出の可能性を識別する別の方法は、ガンマ線のスペクトル特性をも検出することである。各放射性同位体は、識別可能な特徴的エネルギースペクトルを有するガンマ線を発する。このガンマ線スペクトルを検出することにより、具体的な原料物質（source material）を容易に識別することができる。検出は、連続スペクトルとして、またはより簡単には、適切に選ばれた離散エネルギービン（discreet energy bin）として記録（register）され得る。特定のエネルギーウィンドウにおける放射線を記録する、検出器および関連する電子系が市販されている。例えば、１.４６６ＭＥＶのエネルギーピークを持つカリウム４０は、他の同位体、特に異なるエネルギーピークを持つ核分裂性物質から容易に区別可能である。他の天然に生じる、または人工的な同位体も、同様にして区別可能である。放射線源と検出器との間における重遮蔽（例えば「高Ｚ材料（high Z material）」）の存在は、特徴的スペクトル線を劣化させて汚し、そのことにより、スペクトル識別の有用性を減じる可能性がある。しかし、カリウムなどの、商業的に容認可能で合法的に配送される天然に生じる物質は、貨物コンテナ中に均一に分布され、故意に遮蔽されていないことが多い。従って、放射線のうちある程度は依然として妨害されずに検出器に到達することにより、対応するエネルギースペクトルおよび識別サインを検出する手段を提供する。人工的な放射線源はまた、特徴的な放射線サインを有し、理想的には積荷目録上で申告されることによって、偽陽性検出の発生を容易にする。
【００２０】
本発明に関連して用いられる感知部２４は、長い検出時間および高感度な検出器構造に一部起因して非常に感度が高いが、コンテナ１２の全部または一部の内部を強力な故意的遮蔽は、潜在的な問題として残る。そのような遮蔽がもっとも有効であるためには、ガンマ減衰部と中性子減衰部の両方を含んでいなければならない。ガンマ減衰材は非常に高密度で、原子番号が高くなければならず、例えば鉛またはそれに類似する高密度材料である。一方、中性子減衰材は低原子量だが体積が大きくなければならない。ガンマ放射線と中性子との衝突遮蔽要件は、コンテナ重量制約および体積制約の両面において、非実用的である。重量制約を満たすためには、ガンマ放射線に対して必要である高密度遮蔽は、核分裂性物質の周囲に集中されなければならない。このため、そのコンテナ１２について、不釣り合いに高い重量対慣性モーメント比となる。この結果、コンテナ１２内の強力な遮蔽は、コンテナ１２の重量対慣性モーメント比を測定することによって検出することができる。異常に高い重量対慣性モーメント比を有するコンテナ１２は、故意に遮蔽している可能性が高く、さらなる分析のために識別することが可能である。このように、測定された慣性モーメントが所定の偏差量変化するとき、検出制御器３０またはマスターユニット／マスターモジュール４６は、特定の検査対象物１２内部において重遮蔽が用いられていると判断してもよい。強力な遮蔽によるガンマ放射線感知部２４の感度の劣化を回避するために、本発明は、荷積み港において、コンテナ１２をコンテナ船に積み込む前に、各貨物コンテナ１２の質量および少なくとも１つ、好ましくは３つの慣性モーメントを測定するための機器（図示せず）を含む。このように、しきい値質量／慣性モーメント集中の測定は、偽陰性状態の確度の高い検出であると考えることができる。
【００２１】
または、配送する各コンテナ１２に対して、回転慣性テストを行ってもよい。回転慣性テストは、単に、コンテナ１２の１つ以上の端部を持ち上げて、所与の持ち上げ力についての移動および／または加速測定することからなる。テストは、１つ以上の軸に沿って行い得る。いかなる遮蔽材の密度も、測定されたテストデータおよびコンテナ１２の総重量とともに単純なアルゴリズムを用いて、決定し得る。この計算により、コンテナ１２の総重量がどれほど集中しているかの指標を提供する−−集中した重量は高密度遮蔽（すなわち「高Ｚ材料」など）であるかもしれない。このように、測定された回転慣性が所定の偏差量変化するとき、検出制御器３０またはマスターユニット／マスターモジュール４６は、特定の検査対象物１２内において重遮蔽が用いられていることを決定し得る。この手法は、船積みコンテナ、トラック、車、航空貨物コンテナ、およびほぼあらゆるその他の、閉じこめられた物質の詳細が観察され得ないように隠れているなどして得られないような、配送環境または非配送環境において用いられる検出システムの、偽陰性判定のテストに用い得る。
【００２２】
本発明の性能は、ガンマ放射線感知部２４および関連する構成部とともに、内容物のタイプ、荷主、目的地、貨物の過去の履歴などに関する、積荷目録およびその他のソースからの情報を用いることによって、さらに高められ得る。そのような情報の使用の一例は、前述のような人工的な放射性源の開示、または高密度のしきい値濃度に関連する。本発明からのデータをその他のソースからの情報と組み合わせることにより、核分裂性物質の検出の確率が改善され、偽陽性または偽陰性の確率が最小になる。したがって、本発明は、さまざまなソースからのデータを統合して真の陽性検出を改善し、偽陽性または偽陰性を最小にするための対応（provisions）を含む。
【００２３】
ガンマ放射線感知部２４の代わりに、または、これに加えて、中性子検出器その他の任意の適切なセンサを用い得る。ガンマ放射線感知部２４とともに中性子検出器を用いる場合は、両タイプの放射を測定し、測定された情報を別々のチャネル上で提供するか、または単一のチャネル上で多重する。さらに、ガンマ放射線感知部２４、中性子検出器および／またはその他のセンサは、正しい機能を定期的に確認し、改竄および／または損傷の可能性の指標を提供するための、自己診断力を有している。ガンマ放射線感知部２４、中性子検出器またはその他のセンサからの適切な出力信号が得られていないことは、対応するコンテナ１２が怪しいことを示唆する。
【００２４】
送信器２６は、通常の技術を有する当業者に周知の方法で、ガンマおよび／または中性子放射線感知部２４からの出力信号を受け取り、またこの信号を送信するように構成されている。好ましくは、送信器２６は無線周波数タイプである。しかし、通常の技術を有する当業者であれば、送信器２６が赤外線や音響送信器など他のタイプであってもよいことが理解される。または、送信器２６は、衛星送信に関連して用いられるタイプであるか、および／または携帯電話に用いられるタイプであってもよい。または、送信器２６は、広帯域またはその他の効率的な商業的通信方法を用いることにより、アレイ、マトリックス、クラスタなどとして構成された複数の送信器２６への送信、および／またはそれら送信器２６からの送信を容易にする。または、送信器２６は、信号の送出ならびに受信能力を有するトランシーバの一部であってもよい。どのような受信信号も、受け取られたコマンドの実行のために、制御器３０へと渡される。送信器２６の厳密なタイプは、本発明における限定と考えられるべきではない。好ましくは、送信器２６は、内蔵アンテナまたはその他の送信部材を含む。または、独立のアンテナ（図示せず）を用いてもよい。
【００２５】
識別部またはＩＤタガー２８もまた、識別情報の送信のために送信器２６に接続される。好ましくは、各センサ装置２０は、識別部２８を送信器２６と組み合わせて用いることによって、一意に識別されることが可能である。識別部２８は、特定の送信器周波数を使用や、デジタル識別手法の使用などを含む、さまざまな手法のいずれかを用い得る。したがって、識別部２８によって用いられる特定の手法または技術は、本発明における限定と考えられるべきではない。
【００２６】
センサ２０の物理的な位置の識別を可能にするために、位置決定部または位置タガー３２も含まれている。やはり、当業者に周知である任意の標準的な手法または装置を用いて、位置決定部３２の機能を実行することができる。位置決定部３２からの位置情報も、送信器２６によって送信される。または、位置情報は、当業者に理解されるように、バーコードその他の手段で受信器局（図３）に入力され得る。
【００２７】
制御器３０は、ガンマ放射線感知部２４、送信器２６、識別部２８および位置決定部３２の動作を制御するために用いられる。制御器３０は、センサ装置２０内の他の構成部へ必要な制御信号を提供するためのソフトウェアまたはファームウェアでプログラミングされた、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣまたは他の適切な公知の制御デバイスであり得る。例えば、一実施形態において、制御器３０はガンマ放射線感知部２４から受け取った識別情報および／または情報の、送信器２６による送信のタイミングを制御し得る。また、制御器３０は、電池寿命を最小限にするために、他の構成部の動作を制御してもよい。通常の技術を有する当業者であれば、その他の制御スキームまたは手法は明らかである。
【００２８】
電源３４は好ましくは、少なくともコンテナ船１０の輸送時間の間、センサ装置２０内の他の構成部に電力を与えるための十分なエネルギーを含んだ内蔵電池である。好ましくは、電池は充電可能型タイプである。しかし、非充電可能型電池を用いてもよい。電源３４はまた、電池を充電するための必要な回路に加え、電圧調整器、短絡保護などを含む電池のための必要な保護回路を含む。現時点で好適な実施形態において、電池を主たる電源として用いるが、通常の技術を有する当業者であれば、太陽電池などの他の電源も用い得ることが理解される。また通常の技術を有する当業者にであれば、定期的な形で外部電力をセンサ装置２０に供給することにより、ガンマ放射線感知部２４によって得られたデータの「バースト」的な送信が可能であることが理解される。したがって、通常の技術を有する当業者であれば、任意の適切な電源を用い得ることが理解される。
【００２９】
前述のように、センサ装置２０のさまざまな構成部を収納するハウジング２２が、コンテナ１２に固定されるように構成される。図１は、３つの別々のセンサ装置２０がコンテナ１２の異なる側面上の３つの離れた位置に固定されたコンテナを示している。特に、第１のセンサ装置２０は、コンテナの第１のサイドパネルの、第１の端部からの距離の約３分の１のところに、固定され、第２のセンサ装置は、コンテナ１２のエンドパネルに固定され、第３のセンサ装置２０は、コンテナ１２のトップパネルの、コンテナ１２の第２の端部からの距離の約３分の１のところに固定されている。または、第１および第３のセンサ装置２０は、コンテナの同じ側面に固定され得る。３つのセンサ装置２０をこのように位置させることで、コンテナ１２の内部およびその周囲を完全に網羅し得る。当業者であれば、コンテナ１２に対して、より少数またはより多くのセンサ装置２０（例えばをコンテナ１２につき１つ）を用い得ることが理解される。さらに、２つ以上のコンテナ内の核物質の存在を検出するために、１個のセンサ装置２０を用いてもよい。
【００３０】
上述のように、本発明の基本的思想は、輸送中にコンテナ１２内の放射性または核物質の存在を検出することによって、より長い検出時間を利用し、ある国や港に核または放射性物質が入ってしまうことが防ぐことを包含する。この結果を達成するために、受信器局４０を提供する。受信器局４０は、好ましくはコンテナ船１０上に位置する。しかし通常の技術を有する当業者は、所望であれば、受信器局４０が他の任意の位置、例えば陸地上の位置などにあってもよいことを理解するであろう。必要なのは、受信器局４０が、コンテナ船１０内の各センサ装置２０の送信器２６から、直接または間接（衛星リンクなどを介して）に受信する能力を有していることである。
【００３１】
図３に最もよく示されるように、受信器局４０は、受信器４２、デコーダ４４および情報処理システム４６を含む。受信器４０は、各センサ装置２０の送信器２６によって送信された信号を受信器４０が受信できるように、好ましくは送信器２６と同じタイプである。好ましくは、受信器４２は、内蔵アンテナを含む。または、別のアンテナ（図示せず）が設けられてもよい。受信器４２は、各センサ装置２０について、送信器２６から受け取った信号を、受信し復調する。しかし、専用のプロセッサを用いてもよい。復調された信号は次に、やはり通常の技術を有する当業者に公知のタイプであるデコーダ４４に供給される。デコーダ４４は、受け取った信号を効果的にデコードし、デジタル形式に変換し、それらを情報処理システム４６に送る。本実施形態において、情報処理システムは、センサ装置２０の各々から受け取った情報信号の分析を可能にするための適切なソフトウェアを含むパーソナルコンピュータである。好ましくは情報処理システム４６は、各センサの識別部２８によって提供される識別情報を用いて各センサ装置２０に対してキー付けされたデータベースを含む。受け取られた情報は、バックグラウンド放射線空間を構成する。好ましくは、情報システム４６は各センサ装置２０のガンマおよび中性子放射線感知部２４から得られた情報を受け取り、データベース中に格納する。または、コマンドセンターが、各センサ装置２０からおよび／または各情報システム４６のために得られた情報のデータベースを受け取り、格納する。各センサ装置２０からの受信情報は、情報システム４６が長期にわたってバックグラウンド放射線または宇宙放射線に対して調整できるようにすることによって、放射性物質の存在を示している可能性が高い異常または通常外のデータを容易に識別する。情報処理システム４６内で利用可能なソフトウェアが、各ガンマおよび中性子放射線感知部２４からの受信情報を長期にわたって分析する。この目的は、バックグラウンド放射線および放射性または核物質の存在を示し得る異常を決定するためである。典型的には、センサ装置２０の全ての組が、各センサ位置において放射性貨物およびバックグラウンド放射線に起因する信号の和を測定する。コンテナまたは検査対象物のマトリックスおよびそれらに取り付けられた対応するセンサ装置２０を通じて測定された放射線曲線に、滑らかな曲線を当てはめることによって（これが前述のバックグラウンド放射線空間を形成する）、各センサ位置におけるバックグラウンド放射線レベルは高い精度で決定され得る。任意の検出器またはセンサ装置２０における放射線カウントの、その位置における平滑化されたバックグラウンド放射線レベルに対する偏差は、ローカルな放射能を示している。放射性または核物質の存在が検出されると、情報処理システム４６は、識別出力部または送信器４８を用いて、コンテナ船１０に乗船している人員か、または中央施設に対して、警告信号を送信する。識別出力部４８は、警告信号を所望の位置に送信するために用いられ得る、携帯電話、衛星ラジオ（satellite radio）、インターネット接続、またはその他の適切なデバイスであり得る。情報処理システム４６はまた、コンテナ船１０上の、センサ装置２０が３次元コンテナマトリックス１４を用いて放射性物質の存在を検出した特定の位置を識別するための、位置決定部３２からの情報を用いるソフトウェアを含む。このようにして、放射性物質を含むおそれのある特定のコンテナ１２の識別が容易になる。送信器４８はまた、構成部２６の実施形態がトランシーバである場合に、コマンド信号を構成部２６に送信する能力を有していてもよい。このように、マスターユニット／マスターモジュール４０は、監視装置または制御装置であってもよい。
【００３２】
船積みされたコンテナ１２内の放射性物質の存在を検出するためのシステムの、特に好適な実施形態を説明したが、通常の技術を有する当業者には、本発明の基本的思想が他の環境にも適用可能であることが理解される。例えば、同じ基本的手法および技術を、鉄道、航空、トラックなどの他の方法によって配送中のコンテナ１２内の放射性または核物質の存在を感知するために、用いられ得る。さらに、同じ手法を、ばら積みの配送物が輸送のために格納されている船の貨物室内の、さまざまな位置に単にセンサ装置２０を設置することによって、非コンテナのばら積み（bulk）配送などの、非コンテナ環境における放射性または核物質の存在を検出するためにも用いることができる。このように、通常の技術を有する当業者であれば、本発明の基本的思想は、放射性物質の存在の検出のために輸送時間を最大限に活用することによって、港またはその他の場所に到着した際に個々のコンテナまたはばら積みの配送物をチェックする必要を無くすか、少なくとも最小限にすることであることが、理解される。好適な発明はまた、例えば船上におけるモジュール化されていない(non-modularized)ばら積み配送物に対しても、より大きな検出面積を有し従ってより大きな検出範囲を有するような検出器装置２０を、通常に積み込んで間隔をあけることによって用いることができる。アレイが方向性（directionality）を持っている場合も、より大きな空間における特定点の発見は三角測量によって達成され得る。船内における位置決定は、介入を大きく容易にする。各モジュールは、前述と同様にやはり中央リレーポイントにリンクされる。より大きなアレイにより、アレイ位置の規則性の減少を補償でき、輸送時間を最も効率的な検出に使用でき、検出精度の実質的な改善が得られ、柔軟なレスポンスが可能な場合には、輸送中における検査当局による介入を可能にする。
【００３３】
当業者に公知のように、検出装置２０および受信器局４０への、またはこれらからのすべての通信を適切にエンコードすることによって、システム伝送の全体をより安全にすることができる。
【００３４】
各センサまたは検出器２４は、製造中に、同位元素較正基準と比較した特定のエネルギースペクトル応答に較正され得る。較正基準はまた、各センサまたは検出器２４上または近傍に取り付けられるか設置されることによって、測定中の比較のための継続的な基準として機能し得る。さらに、センサまたは検出器２４は、当該分野において公知であるように、現場での較正または標準化のために構成されてもよい。さらに、各センサまたは検出器２４は、自動温度較正または補償特徴をもって動作されることにより、広範囲の温度にわたった一貫性のある性能を容易にすることができる。
【００３５】
本明細書に記載した放射性物質検出システム１０は、他の貨物セキュリティシステム、例えば貨物検査システムに用いられ得る化学的または生物学的検出器、改竄防止セキュリティシステムや情報システムなどとともに、またはこれらと一体的に用いられ得る。上述の放射性物質検出システム１０にはまた、人間センサ技術を導入し得る。例えば、人間の存在を検出し得る音響センサまたはマイク、臭気センサ、動きセンサまたはその他のタイプのセンサを、センサハウジング２２内か、別のハウジング内に含めることができる。そのようなセンサは、連続的に機能してもよく、または、制御器３０または受信器局４０によって起動されることによって、コンテナ１２内の人間の密航者または「番人」の存在を確認することができる。コンテナ１２内の放射性物質の検出とあわせてコンテナ１２内の人間の存在を検出することにより、放射性物質検出システム１０の成功的な使用のさらなる確認が得られる。このように、本発明は、上述のコンテナ１２のような検査対象物１２内の、生体の存在を検出するように構成された、生体検出器と組み合わせて用いられることが考えられる。
【００３６】
いくつかの変動要因に依存して、核分裂性または「汚染」核廃棄物をうまく検出することができる。変動要因とは、核分裂性強度（fissile strength）、ターゲットの遮蔽、周囲の物質によるターゲットの減衰、検出デバイスのエリア、および検出に利用可能な時間である。最後の変動要因である検出時間は、うまく検出するために他よりも重要である。
【００３７】
センサ装置２０はまた、センサ装置２０が固定され得るコンテナ１２、トラックまたはその他の検査対象物の位置を識別するためのＧＰＳシステムとともに用いることができる。さらに、センサ装置２０は、コンテナの密封が破られたことを示すためにも用いることができる。
【００３８】
本発明が通信リンクされたシステム１０として実現される場合、システム１０は、他の商業的ＧＰＳ位置決定、輸送ユニットを密かに開封することに対する保護および単なる運搬上の情報収集などの、重要および重要でない機能を発揮するためにも用いることができる。リンクされたデータを目録積荷情報のデータベースに対して比較することにより、配送対象物の配送に関係した者らを識別し、輸送中にも迅速な調査が可能になり、合法的貨物の対象の識別を解決する。
【００３９】
上述の実施形態に対して、その広範な発明的思想から逸脱することなく、変更を行い得ることが、当業者に理解される。したがって本発明は、開示した特定の実施形態には限定されず、付属の請求項により規定される本発明の趣旨および範囲内における改変を包含することが意図されることが、理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
本発明の好適な実施形態の詳細の説明は、付属の図面とともに読まれたときによりよく理解される。本発明の例示のため、図面に、現時点で好適である実施形態を示している。しかし、本発明は、示したとおりの厳密な構成および手段に限定されるものではないことが理解される。
【図１】３次元マトリクス状に構成された複数の検査対象物上に設けられた複数の放射性物質検出装置を有する、放射性物質検出システムの機能ブロック図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に係る放射性物質検出装置の模式的機能ブロック図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に係るマスターユニット／マスターモジュールまたは受信器局の、模式的機能ブロック図である。
【図１】
2005534898.tif 000003
【図２】
2005534898.tif 000004
【図３】
2005534898.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月9日(2004.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号に応じて情報を無線送信する無線送信器（２６）と、
中性子感知部、ガンマ放射線感知部およびセンサ出力を有し、予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）と、
前記放射線センサ（２４）から前記センサ出力を受け取り、前記信号を送信のために前記無線送信器（２６）に送るように構成された制御器（３０）と
を備えた放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２】
前記制御器（３０）および前記無線送信器（２６）のうち一方に電気的に接続され、前記無線送信器（２６）によって送信されている前記情報に識別データを提供するように構成された識別タグ（２８）をさらに備えた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項３】
前記識別タグ（２８）はさらに位置データを含む、請求項２に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項４】
前記制御器（３０）および前記無線送信器（２６）のうち一方に電気的に接続され、前記無線送信器（２６）によって無線送信されている前記情報に位置データを提供するように構成された全地球測位トランシーバ（３２）をさらに備えた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項５】
前記無線送信器（２６）は、無線周波数、赤外線、光波、およびマイクロ波のうち１つを用いて情報を送信する、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項６】
前記放射性物質検出装置（２０）を、検査対象物（１２）に対して解除可能に取り付けるように構成された着脱可能なホルダをさらに備えた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項７】
前記着脱可能なホルダは、検査対象物（１２）を、磁力、接着、機械的固定、および吸着のうち１つにより固定する、請求項６に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項８】
前記放射線センサ（２４）は、前記センサ出力を、検出された放射線の量に比例して変化させる、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項９】
前記ガンマ感知部は、前記予め定められた、または指定された期間にわたって、総放射線カウントおよびスペクトル分布データを、感知し、累積し、送信するように構成されている、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１０】
検査対象物（１２）の質量および慣性モーメントデータを検出するように構成された慣性モーメントテスト装置と組み合わされた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１１】
検査対象物（１２）の回転慣性データを検出するように構成された回転慣性テスト装置と組み合わされた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１２】
前記予め定められた期間は、前記検出装置（２０）を収納する容器または乗り物（１０）の輸送時間によって規定される、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１３】
検査対象物（１２）内の生体の存在を検出するように構成された生体検出器であって、前記予め定められた、または指定された期間にわたって検出するように構成された生体検出器と組み合わされた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１４】
マスターユニット／マスターモジュール（４０）と組み合わされた請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）であって、
前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）は、
前記放射性物質検出装置（２０）の前記無線送信器（２６）から、前記送信された情報を受け取るように構成された受信器（４２）と、
識別出力部（４８）と、
前記受信器（４２）に接続され、前記受けとった情報の状態に基づいて前記識別出力部（４８）を駆動するように構成されたマスター制御器（４６）と
を備えている、放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１５】
配送中に放射線を検出するための携帯型放射性物質検出装置（２０）であって、
信号に応じて情報を無線送信することが可能な無線送信器（２６）と、
中性子感知部、ガンマ放射線感知部およびセンサ出力を有し、予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）と、
前記放射線センサ（２４）から前記センサ出力を受け取り、前記信号を送信のために前記送信器（２６）に送るように構成された制御器（３０）と
を備えた装置。
【請求項１６】
前記装置は配送コンテナ（１２）に実装されている、請求項１５に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１７】
前記放射線センサ（２４）は、前記予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を受動的に検出するように構成された、請求項１５に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１８】
前記放射線センサ（２４）は、前記センサ出力を検出された放射線の量に比例して変化させるように構成された、請求項１５に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項１９】
前記予め定められた、または指定された期間は、前記検出装置（２０）を収納する容器または乗り物（１０）の輸送時間によって規定される、請求項１５に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２０】
検査対象物（１２）内の生体の存在を検出するように構成された生体検出器と組み合わされた、請求項１５に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項２１】
複数の放射性物質検出装置（２０）およびマスターユニット／マスターモジュール（４０）を備えた放射性物質検出システム（１０）であって、
前記複数の放射性物質検出装置（２０）の各々は、
信号に応じて情報を無線送信する無線送信器（２６）と、
センサ出力を有し、予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）、
前記放射線センサ（２４）から前記センサ出力を受け取り、前記信号を送信のために前記無線送信器（２６）に送るように構成された制御器（３０）、および、
前記制御器（３０）および前記無線送信器（２６）のうち一方に電気的に接続され、前記無線送信器（２６）によって送信されている前記情報に識別データまたは位置データを提供するように構成された、識別タグ（２８）を備え、
前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）は、
前記複数の放射性物質検出装置（２０）の各前記無線送信器（２６）から、前記無線送信された情報を受け取るように構成された受信器（４２）、
識別出力部（４８）、および、
前記受信器（４２）に接続され、前記受けとった情報の状態に基づいて前記識別出力部（４８）を駆動するように構成されたマスター制御器（４６）と
を備え、
放射能を発する核分裂性または核物質を検出するように構成された放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２２】
前記複数の放射性物質検出装置（２０）のうちの第１の部分集合が、第１の検査対象物（１２）上に配置されている、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２３】
前記複数の放射性物質検出装置（２０）のうちの第２の部分集合が、第２の検査対象物（１２）上に構成され、前記第１および第２の検査対象物（１２）は、前記複数の放射性物質検出装置（２０）の第１の部分集合が、前記第２の検査対象物（１２）のうち少なくとも一部を検出可能であるように配置されている、請求項２２に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２４】
前記識別出力部（４８）は遠隔通信システムに接続されている、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２５】
前記遠隔通信システムは、セルラー式システム、無線コンピュータネットワーク、有線電話システム、有線コンピュータネットワーク、赤外線システム、超音波システム、衛星システム、および無線システムのうち１つである、請求項２４に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２６】
前記複数の放射性物質検出装置（２０）のうちの部分集合（１４）の複数が、複数の検査対象物（１２）の上に構成され、前記複数の検査対象物（１２）は、隣接する検査対象物（１２）上に構成された前記複数の放射性物質検出装置（２０）の部分集合が、他の隣接する、または近傍の検査対象物（１２）の少なくとも一部を検出することが可能であるように並べられている、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２７】
前記複数の放射性物質検出装置（２０）のうち少なくとも２つは１つの検査対象物（１２）の上に構成され、前記少なくとも２つの放射性物質検出装置（２０）は、この検査対象物（１２）上において、前記検査対象物（１２）内の任意の点からの最大距離を最も小さくすることによって、センサ有効範囲を最大にするような方向にされている、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２８】
前記識別出力部（４８）は、インジケータ灯、音声発生装置、表示装置のうち１つに接続されている、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項２９】
各放射線センサ（２４）は、その各センサ出力を、検出された放射線の量に比例して変化させるように構成されている、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３０】
各放射線センサ（２４）はガンマ放射線センサを含む、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３１】
各放射線センサ（２４）は中性子センサを含む、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３２】
各放射線センサ（２４）は中性子センサおよびガンマ放射線センサを含む、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３３】
特定の放射性物質検出装置（２０）からの適切な出力信号の欠如、不正の検出、またはその他の障害（failure）は、対応する前記検査対象物（１２）の問題状態を示す、請求項２１に記載の放射性物質検出システム（１０）。
【請求項３４】
放射性物質検出装置（２０）を用いて検査対象物（１２）内の放射性物質を検出する方法であって、前記装置（２０）は、無線送信器（２６）と、検出制御器（３０）と、ガンマ感知部および中性子感知部を有する放射線センサ（２４）であって、予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）とを有し、
前記方法は、
前記放射性物質検出装置（２０）を前記検査対象物（１２）に実装するステップと、
前記予め定められた、または指定された期間にわたってガンマ放射線および中性子を感知するステップと、
前記放射線センサ（２４）によって検出された放射線の量に比例する信号を、無線送信するステップと
を包含する、方法。
【請求項３５】
前記検査対象物（１２）の質量および慣性モーメント特性を測定して、前記検査対象物（１２）が遮蔽材を含むかどうかを決定するステップをさらに包含する、請求項３４に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項３６】
前記測定された質量および慣性モーメントの関係が所定の偏差量変化するとき、前記検出制御器（３０）は、前記検査対象物（１２）内において重遮蔽が用いられていると判断する、請求項３５に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項３７】
前記検査対象物（１２）の質量および回転慣性特性を測定して、前記検査対象物（１２）が遮蔽材を含むかどうかを決定するステップをさらに包含する、請求項３４に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項３８】
前記測定された質量および回転慣性の関係が所定の偏差量変化するとき、前記検出制御器（３０）は、前記検査対象物（１２）内において重遮蔽が用いられていると判断する、請求項３７に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項３９】
前記感知ステップは、前記予め定められた、または指定された期間にわたってガンマ放射線および中性子の両方を感知することを包含する、請求項３４に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４０】
前記放射線の量は強度量および／またはスペクトルを内容（content）とする、請求項３４に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４１】
前記放射線の量は、前記予め定められた期間、または指定された全体にわたって感知された総累積値である、請求項３４に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項４２】
マスターユニット／マスターモジュール（４０）および複数の放射性物質検出装置（２０）を用いて複数の検査対象物（１２）内の放射性物質を検出する方法であって、各装置（２０）は、送信器（２６）と、検出制御器（２６）と、予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）とを有し、
前記方法は、
（ａ）前記複数の放射性物質検出装置（２０）を前記複数の検査対象物（１２）に実装するステップであって、前記検出装置（２０）の全体集合が検出器および対象物位置のアレイを構成する、ステップと、
（ｂ）各放射性物質検出装置（２０）において、ガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を、全体としておよび／またはスペクトル分布によって感知し、最初に感知された信号を、前記マスターユニット／マスターモジュールに送信するステップと、
（ｃ）各放射性物質検出装置（２０）において、前記予め定められた、または指定された期間にわたってガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を、全体としておよび／またはスペクトル分布によって感知し、現在感知されている信号を前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）に送信するステップと、
（ｄ）前記最初に感知された信号と現在感知されている信号との差を計算するステップであって、前記差は、感知期間にわたって前記放射性物質検出装置（２０）のアレイ中の各放射性物質検出装置（２０）位置において測定された放射線を表している、ステップと、
（ｅ）各放射性物質検出装置（２０）近傍の放射性物質検出装置（２０）において感知された放射線を平均することにより、前記放射性物質検出装置（２０）のアレイ全体中の各放射性物質検出装置（２０）位置における平均測定放射線レベルを計算するステップであって、前記複数の放射性物質検出装置（２０）の平均値の集合は、前記複数の放射性物質検出装置（２０）および対応する検査対象物（１２）についてのバックグラウンド放射線空間の計算された見積もり値を形成している、ステップと、
（ｆ）各放射性物質検出装置（２０）位置における前記測定された放射線を、各位置におけるバックグラウンド放射線の前記計算された見積もり値に対して比較して、前記複数の検査対象物（１２）間における異常を識別するステップと
を包含する、方法。
【請求項４３】
前記制御器（３０）は、前記予め定められた、または指定された期間にわたって、各感知部からのセンサカウントを累積する、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項４４】
前記送信器（２６）はまた、温度データ、不正検出データ、臭気データ、音声データおよび動きセンサデータのうち少なくとも１つを送信する、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項４５】
前記制御器（３０）は、各感知部からの総放射線データおよびスペクトル放射線データを受け取り累積するように構成されている、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項４６】
前記放射性物質検出装置（２０）を検査対象物（１２）に対して固定的に取り付けるように構成されたホルダをさらに備えた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項４７】
各センサは、製造中に、同位元素較正基準に比較しての特定のエネルギースペクトル応答について較正される、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項４８】
各センサ上または近傍に取り付けられるか設置されることにより、測定中の比較のための継続的な基準として機能する較正基準をさらに備えた、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項４９】
前記放射性物質検出装置（２０）は、前記検査対象物（１２）の内側または外側に実装されている、請求項１に記載の放射性物質検出装置（２０）。
【請求項５０】
前記制御器（３０）は、前記予め定められた、または指定された期間にわたって各感知部からのセンサカウントを累積する、請求項１５に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項５１】
前記送信器（２６）はまた、温度データ、不正検出データ、臭気データ、音声データおよび動きセンサデータのうち少なくとも１つを送信する、請求項１５に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項５２】
前記制御器（３０）は、各感知部からの総放射線データおよびスペクトル放射線データを受け取り累積するように構成されている、請求項１５に記載の携帯型放射性物質検出装置（２０）。
【請求項５３】
前記複数の放射性物質検出装置（２０）のうち少なくとも１つが、複数の検査対象物（１２）の各々の上に存在する、請求項２１に記載の放射性物質検出システム。
【請求項５４】
前記放射線の量は、前記予め定められた、または指定された期間全体にわたって感知された、累積的なスペクトル値の集合である、請求項３４に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項５５】
偽陽性および偽陰性の発生を所望の組み合わせで均衡させた判断基準に基づいて異常を識別する、請求項４２に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項５６】
（ｇ）後の追加的な期間においてステップ（ｃ）〜（ｆ）を繰り返して累積的なデータ集合を形成することにより、核物質の検出感度を改善するステップをさらに包含する、請求項４２に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項５７】
（ｇ）前記放射性物質検出装置（２０）によって収集および送信されたスペクトルデータを用いて天然に生じる同位体を識別し、前記天然に生じる放射性同位体を排除することにより、天然に生じたデータと核分裂性データとを区別するステップをさらに包含する、請求項４２に記載の放射性物質の検出方法。
【請求項５８】
マスターユニット／マスターモジュール（４０）および複数の放射性物質検出装置（２０）を用いて複数の検査対象物（１２）内の放射性物質を検出する方法であって、各装置（２０）は、送信器（２６）と、検出制御器（３０）と、予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサ（２４）とを有し、
前記方法は、
（ａ）前記複数の放射性物質検出装置（２０）を前記複数の検査対象物（１２）に実装するステップであって、前記検出装置（２０）の全体集合が検出器および対象物位置のアレイを構成する、ステップと、
（ｂ）各放射性物質検出装置（２０）において、前記予め定められた、または指定された期間にわたってガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を、全体としておよび／またはスペクトル分布によって感知し、測定された放射線を表す信号を、前記マスターユニット／マスターモジュール（４０）に送信するステップと、
（ｃ）前記放射性物質検出装置（２０）のアレイ全体中の各放射性物質検出装置（２０）位置における平均測定放射線レベルを、放射性物質検出装置（２０）において感知された各放射性物質検出装置（２０）近傍の放射線を平均することにより計算するステップであって、前記複数の放射性物質検出装置（２０）の平均値の集合は、前記複数の放射性物質検出装置（２０）および対応する検査対象物（１２）についてのバックグラウンド放射線空間の計算された見積もり値を形成している、ステップと、
（ｄ）前記複数の検査対象物（１２）間における異常を識別するために、各放射性物質検出装置（２０）位置における前記測定された放射線を、各位置におけるバックグラウンド放射線の前記計算された見積もり値に対して比較するステップと
を包含する、方法。
【請求項５９】
マスターユニット／マスターモジュールおよび複数の放射性物質検出装置を用いて複数の貨物収容器（cargo receptacles）内の放射性物質を検出する方法であって、各装置は、送信器と、検出制御器と、予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサとを有し、
前記方法は、
（ａ）前記複数の放射性物質検出装置を前記複数の貨物収容器に実装するステップであって、前記検出装置の全体集合が検出器および貨物収容器のアレイを構成する、ステップと、
（ｂ）各放射性物質検出装置において、前記予め定められた、または指定された期間にわたってガンマ放射線および中性子のうち少なくとも一方を、全体としておよび／またはスペクトル分布によって感知し、測定された放射線を表す信号を、前記マスターユニット／マスターモジュールに送信するステップと、
（ｃ）前記放射性物質検出装置のアレイ全体中の各放射性物質検出装置位置における平均測定放射線レベルを、各放射性物質検出装置近傍の放射性物質検出装置において感知された放射線を平均することにより計算するステップであって、前記複数の放射性物質検出装置の平均値の集合は、前記複数の放射性物質検出装置および対応する貨物収容器についてのバックグラウンド放射線空間の計算された見積もり値の可変集合を形成している、ステップと、
（ｄ）前記複数の貨物収容器間における異常を識別するために、各放射性物質検出装置位置における前記測定された放射線を、各位置におけるバックグラウンド放射線の前記計算された見積もり値に対して比較するステップと
を包含する、方法。
【請求項６０】
マスターユニット／マスターモジュールおよび複数の放射性物質検出装置を用いて複数の貨物収容器内の放射性物質を検出する方法であって、各装置は、送信器と、検出制御器と、予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を検出するように構成された放射線センサとを有し、前記方法は、
各放射性物質検出装置において放射線を感知するステップと、
前記マスターユニット／マスターモジュールにおいて、前記予め定められた、または指定された期間にわたって、各放射性物質検出装置から感知された情報を受け取るステップと、
バックグラウンドまたは宇宙放射線に対する調整を行って、核放射性物質の存在を示している可能性の高い異常または通常外のデータの識別を容易にするステップと
を包含する、方法。
【請求項６１】
貨物収容器の質量および慣性モーメントデータを検出するように構成された慣性モーメントテスト装置と、
前記貨物収容器内または上に設置された放射線センサであって、
信号に応じて情報を無線送信することが可能な無線送信器と、
センサ出力を有し、予め定められた、または指定された期間にわたって放射線を検出するように構成された、放射線センサと、
前記放射線センサから前記センサ出力を受け取り、前記信号を送信のために前記無線送信器に送るように構成された、制御器と
を含む放射線センサと
を備えた放射性物質検出システム。
【国際調査報告】
2005534898.tif 000006
2005534898.tif 000007