MX2012005520A - Deteccion de anomalias de firmas radiologicas. - Google Patents

Abstract

En este documento se describe un método para determinar la presencia o ausencia de materiales radioactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección. En el método, se obtiene un espectro de rayos gamma del objetivo y se prepara un conjunto de datos del objetivo a partir del espectro de rayos gamma. Este conjunto de datos comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo. El conjunto de datos del objetivo se pre-procesan entonces y se proyectan en un espacio de componente principal que contiene una librería de datos pre-procesados proyectados en el espacio de componente principal. Se determina entonces una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados proyectados en el espacio de componente principal y esta distancia se compara con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radioactivo anómalo está presente en el objetivo.

Description

DETECCIÓN DE ANOMALÍAS DE FIRMAS RADIOLÓGICAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para detectar fuentes anómalas de radiación gamma.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Hay una necesidad de detectar la presencia de materiales radiactivos para prevenir el paso no autorizado de dichos materiales a través de fronteras nacionales, o al interior de regiones en las que dichos materiales están prohibidos. Un método adecuado sería capaz de llevar a cabo la detección mientras un vehículo pasa a través de una zona de detección, preferiblemente sin detenerse en la zona, para no impedir excesivamente el flujo del tráfico. En consecuencia, el método sería preferiblemente capaz de detectar la presencia de dichos materiales en un periodo de unos 10 segundos o menos. El método tendría preferiblemente alta precisipn, esto es, un bajo nivel tanto de falsos positivos (señalización de una alarma cuando ningún material sospechoso está presente) como de falsos negativos (fallar en detectar la presencia del material sospechoso) .

Dicha detección es complicada por el hecho de que los materiales aceptables pueden emitir un cierto nivel de radiación ionizante, por ejemplo debido a la presencia de concentraciones elevadas de materiales radiactivos que ocurren naturalmente (NOR s, Naturally Occuring Radioactive Materials), o de productos radiofarmacéuticos legítimos, etc. Algunos sistemas existentes, que utilizan detectores de centelleo de plástico simples, miden solamente el nivel bruto de radiación, en la forma de rayos gamma, emitidos por un objetivo. Dichos sistemas son propensos a una tasa alta de falsos positivos si el nivel de umbral de detección de radiación se establece muy bajo o una tasa alta de falsos negativos si el nivel de umbral de detección de radiación se establece muy alto. Tales sistemas son incapaces de distinguir legítimamente mercancías de comercio que contienen concentraciones elevadas de NORMs de mercancías ilícitas o inadvertidas sin licencia que contienen materiales radiactivos .

Una segunda generación de detectores buscó medir el espectro de rayos gamma del objetivo y comparar ese espectro con los espectros de materiales de interés controlados conocidos u otros materiales radiactivos. Dichos detectores, comúnmente denominados como detectores espectrosdópicos , identifican los isótopos a través de la presencia de líneas específicas de rayos gamma (energías) que están presentes en un espectro medido de rayos gamma. El equipo espectroscópico de alta resolución de este tipo es muy costoso y está sujeto a baja conflabilidad en el despliegue en campo debido a las condiciones desafiantes de operación. El equipo espectroscópico de menor resolución es menos costoso pero está sujeto a un desempeño más pobre con respecto a la identificación correcta de isótopo lo que lleva a tasas altas de alarma tanto de falsos positivos como falsos negativos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es un objeto de la presente invención supera sustancialmente o al menos atenuar una o más de las desventajas anteriores.

En un primer aspecto de la invención, se proporciona un método para determinar la presencia o ausencia de materiales radioactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho método comprende: i) obtener un espectro de rayos gamma del objetivo del objetivo; ii) preparar, a partir del espectro de rayos gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada válor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; iii) pre-procesar el conjunto de datos del objetivo; iv) proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados en un espacio multidimensional , p.ej., componente principal, que contiene una librería de datos pre-procesados proyectados en dicho espacio multidimensional, p.ej., componente principal; v) determinar la distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados proyectados en el espacio multidimensional, p.ej., componente principal; y vi) comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si está presente un material radioactivo anómalo en el objetivo.

Si la distancia es mayor que (o mayor o igual que) la distancia de umbral, se puede generar una señal en respuesta a la presencia del material radioactivo anómalo¦ en el objetivo. En una variación, se puede generar una señal solamente si la distancia es menor que la distancia de umbral, indicando la ausencia de material radioactivo > anómalo en el objetivo.

Las siguientes opciones se pueden utilizar en conjunto con el primer aspecto (y, donde sea apropiado, cualquiera de los otros aspectos descritos más adelante), ya sea individualmente o en cualquier combinación adecuada.

El método puede comprender adicionalmente el paso de reformatear (rebinning) el conjunto de datos del objetivo antes del paso de pre-procesar el conjunto de datos del objetivo. El reformateo puede comprender agregar los valores de al menos depósitos de energía adyacentes para formar un nuevo depósito de energía.

El paso de pre-procesar (cualquiera del paso de datos del objetivo o de la librería de datos) puede comprender normalización. Puede comprender normalización de intensidad. Puede comprender normalización con respecto al valor de intensidad más alto a través de todos los depósitos de energía. El paso de pre-procesar puede comprender estandarizar cada espectro observado para que tenga media cero y varianza unitaria a través de todos los depósitos de energía. El paso de pre-procesar puede comprender estandarizar cada depósito de energía (variable) con respecto a la media y la desviación estándar de cada depósito de energía a partir de la librería de datos. Cada valor de intensidad puede representar un número de conteos para su depósito de energía asociado.

La librería de datos pre-procesados se puede obtener utilizando un procedimiento similar al que se utiliza para obtener el conjunto de datos del objetivo pre-procesados. Por lo tanto, se puede obtener mediante un proceso que comprende: iv-a) obtener una librería de datos que comprende espectros de rayos gamma de referencia de materiales radiactivos que ocurren naturalmente (NORM) y opcionalmente otras fuentes (éstas pueden ser fuentes normales o pueden ser fuentes anómalas o algunas pueden ser normales y otras anómalas) ; iv-b) preparar un conjunto de datos de referencia de cada uno de los espectros de rayos gamma de referencia, cada conjunto de datos de referencia comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en dicho espectro de rayos gamma de referencia; y iv-c) pre-procesar cada conjunto de datos de referencia para obtener la librería de datos pre-procesados.

El método puede comprender adicionalmente el paso de reformatear cada conjunto de datos de referencia antes del paso de pre-procesar los conjuntos de datos de referencia. El pre-procesamiento debe ser el mismo que el que se utiliza para el conjunto de datos del objetivo. Por lo tanto, el pre-procesamiento puede ser, o puede comprender, normalización, mediante la cual la librería de datos pre-procesados puede ser una librería de datos normalizados.

El espacio de componente principal puede estar definido por una pluralidad de componentes principales obtenidos por el análisis de componente principal (PCA, Principal cdmponent Analysis) de la matriz de correlación de la librería de datos pre-procesados . El PCA puede comprender análisis de valores propios o característicos y vectores propios de la matriz de correlación. El espacio de componente principal puede comprender menos de unos 20 componentes principales.

El conjunto de datos del objetivo y la librería de datos pueden ambos comprender datos complementarios no derivados del espectro de rayos gamma. Los datos complementarios pueden ser datos no espectrales. Pueden comprender por ejemplo al menos uno de: temperatura del objetivo, salida de calor del objetivo, variación de tiempo del objetivo mientras éste pasa a través de la zona de detección, origen geográfico del objetivo, proveedor del objetivo, conteo en bruto, manifiesto. La librería de datos puede comprender al menos tantos conjuntos de datos de referencia (espectros) como variables de datos. En este contexto, las variables de datos incluyen los depósitos de energía y los datos complementarios. Los datos complementarios tanto de la librería de datos como del conjunto de datos del objetivo deben ser los mismos tanto en número como en tipo (aunque no necesariamente en valor) . Por lo tanto, los datos complementarios para el objetivo y para todas las muestras de referencia pueden ser por ejemplo temperatura y país de origen. En algunos casos, los datos complementarios se pueden manipular, por ejemplo, la información del país de origen se puede traducir en una puntuación de riesgo. Los datos complementarios se deben expresar en las unidades de medición para ambos conjuntos de datos del objetivo y de referencia.

La distancia del paso v) puede ser una distancia Bregman. Puede ser una distancia de Mahalanobis. Puede ser alguna otra distancia característica.

El paso i) del método puede comprender adquirir el espectro de rayos gamma del objetivo mientras el Objetivo pasa a través de la zona de detección. El objetivo puede ser por ejemplo, o puede comprender, o puede estar ubicado dentro y/o sobre, un vehículo (p.ej., coche, camión, tren de transporte) , cargamento, un paquete, un contenedor dé carga, equipaje o una persona. El paso i) se puede conducir sin que el objetivo o se detenga en la zona de detección. El espectro de rayos gamma del objetivo se puede adquirir en menos de unos 10 segundos. El espectro de rayos gamma del objétivo se puede adquirir en más de unos 10 segundos. Se puede adquirir por medio de un sistema portátil de monitor de radiación gamma o se puede adquirir por medio de un sistema fijo de monitor de radiación gamma.

Si la distancia es menos que la distancia de umbral, se puede generar una señal en respuesta a la ausencia de material radiactivo anómalo en el objetivo.

La señal generada en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo puede activar una alarma,: ya sea audible o visual o ambas. Puede accionar que se baje una compuerta de pluma o la activación de alguna otra barrera para prevenir que avance el objetivo a través de la zona de detección. Puede ser una señal local. Puede ser una señal remota. Puede ser una señal electrónica. La señal puede accionar o activar más de uno de los anteriores.

En una modalidad se proporciona un método para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho método comprende : i) obtener un espectro de rayos gamma del objetivo; ii) preparar, a partir del espectro de rayos gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el. espectro de rayos gamma del objetivo, y reformatear el conjunto de datos del objetivo; iii) pre-procesar el conjunto de datos del objetivo; iv) proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados en un espacio de componente principal que contiene una librería de datos pre-procesados proyectados en dicho espacio de componente principal; v) determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados proyectados en el espacio de componente principal; y vi) comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo, en donde, ya sea que: si la distancia es mayor que (o mayor o igual que) la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo; o si la distancia es menor que la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la ausencia del material radiactivo anómalo en el objetivo.

En otra modalidad, se proporciona un método para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección dicho método comprende: i) obtener un espectro de rayos gamma del obj etivo; ii) preparar, a partir del espectro de rayos gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango que energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; iii) normalizar el conjunto de datos del objetivo; iv) proyectar el conjunto de datos del Objetivo normalizados en un espacio de componente principal que contiene una librería de datos normalizados proyectados en dicho espacio de componente principal; v) determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo normalizados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos normalizados proyectados en el espacio de componente principal; y vi) comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo, por lo cual, ya sea que: si la distancia es mayor que (o mayor o igual que) la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo; o si la distancia es menor que la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la ausencia del material radiactivo anómalo en el objetivo.

En otra modalidad, se proporciona un método para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho método comprende: i) obtener un espectro de rayos gamma del objetivo; ii) preparar, a partir del espectro de rayos gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; iii) normalizar el conjunto de datos del objetivo; iv) proyectar el conjunto de datos del objetivo normalizados en un espacio de componente principal que contiene una librería de datos normalizados proyectados en dicho espacio de componente principal; v) determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo normalizados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos normalizados proyectados en el espacio de componente principal; y vi) comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo, por lo cual, si la distancia es mayor que (o mayor o igual que) la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo.

En otra modalidad, se proporciona un método para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho método comprende: • obtener una librería de datos comprende espectros de rayos gamma de referencia de materiales radiactivos que ocurren naturalmente (NORM) y opcioñalmente otras fuentes (por ejemplo otras fuentes normales, aunque en algunos casos otras fuentes anormales o anómalas puedén estar incluidas ) ; • preparar un conjunto de datos de referencia a partir de cada uno de los espectros de rayos gamma de referencia, cada conjunto de datos de referencia comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en dicho espectro de rayos gamma de referencia, y reformatear los conjuntos de datos de referencia; • pre-procesar cada conjunto de datos de referencia para obtener una librería de datos pre-procesados; • complementar opcionalmente la librería de datos con datos complementarios obtenidos de los materiales radiactivos que ocurren naturalmente (NORM) y opcionalmente otras fuentes; • conducir el análisis de componente principal (PCA) en la matriz de correlación de la librería de datos pre-procesados para obtener una pluralidad de componentes principales ; • obtener un espectro de rayos gamma del objetivo; • preparar, a partir del espectro de rayós gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo, y reformatear el conjunto de datos del objetivo; • pre-procesar el conjunto de datos del objetivo; : • proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados en un espacio de componente principal definido por los componentes principales y que contiene la librería de datos pre-procesados proyectados en dicho espacio de componente principal; • determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados proyectados y uñó o más grupos de la librería de datos pre-procesados proyectados en el espacio de componente principal; y · comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo, en donde, si la distancia es mayor que (o mayor o igual que) la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo. La librería de datos y el conjunto de datos del objetivo poseerán la información de las mismas variables, que pueden incluir datos complementarios.

En un segundo aspecto de la invención, se proporciona un aparato para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho aparato comprende: • un detector para obtener un espectro de rayos gamma del objetivo, • una memoria para almacenar el espectro de rayos gamma del objetivo y una librería de datos pre-procesados, • un procesador acoplado a la memoria para preparar a partir del espectro de rayos gamma del obj$tivo un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; pre-procesar (p.ej., normalizar) el conjunto de datos del objetivo; proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados (p.ej., normalizados) en un espacio multidimensional, p.ej., componente principal, que contiene la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados en dicho espacio multidimensional, p.ej., componente principal; determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados (p.ej., normalizados) y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados en el espacio multidimensional, p.ej., componente principal; y comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo, por lo cual, ya sea que (a) si la distancia es mayor que (o mayor o igual que) la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo o (b) si la distancia es menor que la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la ausencia del material radiactivo anómalo en el objetivo; y • un dispositivo de salida para ya sea (a) aceptar la señal cuando un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo para generar una respuesta física a la presencia del material radiactivo anómalo o para (b) aceptar la señal cuando un material radioactivo anómalo está ausente en el objetivo para generar una respuesta física a la ausencia del material radiactivo anómalo.

El detector puede ser capaz de obtener espectros de rayos gamma de referencia de materiales radiactivos que ocurren naturalmente (NORM) y opcionalmente otras fuentes (opcionalmente otras fuentes normales, posiblemente otras fuentes anormales o anómalas) y el procesador puede ser capaz de procesar (p.ej., normalizar) los espectros de rayos gamma de referencia para formar la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) a partir de los espectros de referencia pre-procesados.

El procesador puede ser capaz de llevar a cabo el análisis de componente principal (PCA) en la matriz de correlación de la librería de datos pre-procesadós para generar componentes principales para el espacio de componente principal. El procesador puede comprender una instalación de entrada complementaria para introducir datos complementarios para su uso en la determinación de la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos. Puede comprender por ejemplo una instalación para introducir datos relacionados a la fuente del objetivo y/o de los materiales de referencia. Puede comprender instalación para convertir los datos introducidos no numéricos (p.ej., país de origen) en un valor numérico para su uso en el método.

El aparato puede tener uno o más detectores complementarios para obtener datos complementarios del objetivo. Detectores complementarios adecuados pueden incluir por ejemplo un termómetro sin contacto.

En una modalidad, el aparato es un aparato para prevenir el paso de materiales radiactivos anómalos. En esta modalidad, la respuesta física del dispositivo de salida representa la activación de un dispositivo para prevenir el paso del material radiactivo anómalo y/o de un vehículo que lo transporta. El dispositivo para prevenir el paso puede comprender por ejemplo una compuerta de pluma o picos de carretera o postes o puntales móviles, o puede comprender un dispositivo de señalización' para señalar al personal de seguridad sea capaz de prevenir dicho paso, o puede comprender algún otro dispositivo. Por lo tanto, cuando la distancia en el método excede un umbral predeterminado (indicando que el material radiactivo anómalo está presente), una señal activa del dispositivo para prevenir el paso del material radiactivo anómalo y/o de un vehículo que lo transporta. En una variación, el dispositivo está normalmente en una posición en la que se previene el paso del material radiactivo anómalo y/o de un vehículo que lo transporta mediante una barrera u otro dispositivo. En esta variación, se genera una señal cuando la distancia en el método está por debajo del umbral predeterminado (indicando que ningún material radiactivo anómalo está presente) para remover la barrera (u otro dispositivo) para el paso del material radiactivo anómalo y/o de un vehículo que lo transporta.

En un tercer aspecto de la invención, se proporciona un programa de computadora que comprende: • código para preparar, a partir de un espectro de rayos gamma el objetivo, un conjunto de datos del óbjetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; • código para pre-procesar (p.ej., normalizar) el conjunto de datos del objetivo; • código para proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados (p.ej., normalizados) en un espacio multidimensional , p.ej., componente principal, que contiene una librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados en dicho espacio multidimensional, p.ej., componente principal; • código para determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados en el espacio multidimensional, p.ej., componente principal; y • código para comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo.

El programa de computadora puede comprender adicionalmente : • código para preparar un conjunto de datos de referencia a partir de una pluralidad de espectros de rayos gamma de referencia, cada conjunto de datos de referencia comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en dicho espectro de rayos gamma de referencia; y • código para pre-procesar (p.ej., normalizar) cada conjunto de datos de referencia para obtener la librería de datos pre-procesados .

El programa de computadora puede comprender adicionalmente código para producir una matriz de correlación a partir de la librería de datos pre-procesados. En programa de computadora puede comprender adicionalmente código para llevar a cabo análisis de componente principal (PCA) en la matriz de correlación de la librería de datos pre-prOcesados para generar componentes principales para el espacio de componente principal.

En un cuarto aspecto de la invención, se proporciona un medio de almacenamiento legible por computadora que tiene un programa de computadora registrado en el mismo, el programa es ejecutable mediante un aparato de computadora para hacer que la computadora determine la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho programa comprende: • código para preparar, a partir de un espectro de rayos gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayps gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; • código para pre-procesar (p.ej., normalizar) el conjunto de datos del objetivo; • código para proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados (p.ej., normalizados) en un espacio multidimensional , p.ej., componente principal, que contiene una librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados en dicho espacio multidimensional, p.ej., componente principal; • código para determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados en el espacio multidimensional, p.ej., componente principal; y • código para comparar la distancia por una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo.

El programa puede comprender adicionalmente: • código para preparar un conjunto de datos de referencia a partir de una pluralidad de espectros de rayos gamma de referencia, cada conjunto de datos de referencia comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en dicho espectro de rayos gamma de referencia; y • código para pre-procesar cada conjunto de datos de referencia para obtener la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados).

El programa puede comprender adicionalmente código para producir una matriz de correlación a partir de la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados). El programa puede comprender adicionalmente código para llevar a cabo análisis de componente principal (PCA) en la matriz de correlación de la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) para generar componentes principales para el espacio de componente principal.

En un quinto aspecto de la invención, se proporciona un elemento de programa de computadora para su uso en la determinación de la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho elemento comprende medios de código de programa de computadora para hacer que una computadora ejecute un procedimiento para: • preparar, a partir de un espectro de rayos gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; • pre-procesar (p.ej., normalizar) el conjunto de datos del objetivo; • proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados (p.ej., normalizados) en un espacio multidimensional, p.ej., componente principal, que contiene una librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados en dicho espacio multidimensional, p.ej., componente principal; • determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) proyectados en el espacio multidimensional, p.ej., componente principal; y • comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo.

El elemento de programa de computadora puede comprender adicionalmente medios de código de programa de computadora para hacer que una computadora ejecute un procedimiento para: • preparar un conjunto de datos de referencia a partir de una pluralidad de espectros de rayos gamma de referencia, cada conjunto de datos de referencia comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en dicho espectro de rayos gamma de referencia; y • pre-procesar (p.ej., normalizar) cada conjunto de datos de referencia para obtener la librería de datos pre-procesados .

El elemento de programa de computadora puede comprender adicionalmente medios de código de programa de computadora para hacer que una computadora ejecute un procedimiento para producir una matriz de correlación a partir de la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados). El elemento de programa de computadora puede comprender adicionalmente medios de código de programa de computadora para hacer que una computadora ejecute un procedimiento para llevar a cabo análisis de componente principal (PCA) en la matriz de correlación de la librería de datos pre-procesados (p.ej., normalizados) para generar componentes principales para el espacio de componente principal.

En un sexto aspecto de la invención, se proporciona el uso de un aparato de acuerdo con la invención, como se describió anteriormente, para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección.

En un séptimo aspecto de la invención, se proporciona un método para prevenir el paso de un objetivo que lleva materiales radiactivos anómalos, que comprende: conducir el método del primer aspecto; y si la señal se genera en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo, activar una barrera para prevenir el paso del objetivo; o si la señal se genera en respuesta a la ausencia del material radiactivo anómalo en el objetivo, activar una barrera para permitir el paso del objetivo.

En el primer caso (si la señal se genera en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo) la activación puede comprender por ejemplo bajar una compuerta de pluma, subir postes o picos de carretera, iluminar una señal de "alto" o crear de otra manera una barrera o impedimento para el paso del objetivo. En el segundo caso (si la señal se genera en respuesta a la ausencia del material radiactivo anómalo en el objetivo) la activación puede comprender por ejemplo subir una compuerta de pluma, bajar postes o picos de carretera, a pagar una señal de "alto" o remover de otra manera una barrera o impedimento para el paso del objetivo. ; BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Ahora se describirá una modalidad preferida de la presente invención, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos de acompañamiento en donde: La Figura 1 y la son diagramas de bloques de aparatos de acuerdo con la invención.

La Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra los pasos de procesamiento de datos del método de la invención.

La Figura 3A y 3B forman un diagrama de bloques esquemático de un sistema de computadora de propósito general sobre el cual se pueden practicar los acomodos descritos.

El Apéndice A es una representación de seudocódigo de software para llevar a cabo el método de la Figura 2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Para determinar si los materiales no autorizados están presentes en una muestra, un enfoque es obtener espectros de rayos gamma de materiales no autorizados y comparar el espectro de rayos gamma de la muestra con esos espectros para determinar si cualquiera de los materiales no autorizados está presente en el espectro. Como se discutió en la: sección de antecedentes, este enfoque presenta ciertos problemas prácticos. Un enfoque alternativo, adoptado por los presentes inventores, es adquirir una librería de datos que representa radiactividad aceptable (p.ej., materiales radiactivos conocidos que ocurren naturalmente, o mercancías aceptables que contiene materiales radiactivos tales como productos radiofarmacéuticos) e identificar si la muestra emite radiactividad que es suficientemente diferente a la radiactividad aceptable para garantizar investigación adicional. La librería de datos también puede incluir datos de otras fuentes (que pueden ser fuentes normales o pueden ser fuentes anómalas o algunas pueden ser normales y otras anómalas) . Por lo tanto, el presente enfoque no busca identificar la naturaleza de los emisores radiactivos en una muestra sino solamente determinar si éstos son anómalos. En este contexto el término "anómalo" se refiere a materiales que son anormales o inaceptables o que son no autorizados.

La librería de datos puede incluir espectros de rayos gamma de referencia obtenidos de fuentes conocidas inaceptables (anómalas) . Estas pueden incluir materiales nucleares especiales y/o radioisótopos industriales. La inclusión de estos espectros de rayos gamma de fuente inaceptable (y opcionalmente datos complementarios asociados) en la librería de datos puede mejorar la discriminación entre fuentes de amenaza (anómalas) y benignas (aceptables); cuando se utiliza el método de la invención.

El enfoque tomado en la presente invención involucra comparar la muestra con una librería de datos. Para lograr esto eficientemente, los espectros de rayos gamma que contribuyen a la librería se procesan de acuerdo con un protocolo estándar y se convierten mediante análisis de componente principal en un número de componentes principales no correlacionados. Esto reduce la dimensionalidad del problema para facilitar el procesamiento. En algunos casos, el análisis de componente principal (PCA) se puede reemplazar por algún otro método para reducir la dimensionalidad de la librería de datos, por ejemplo, un algoritmo genético, una red neuronal, mínimos cuadrados parciales (PLS, Partial Least Squares), mínimos cuadrados inversos, PCA kernel, incrustación lineal local (LLE, Locally Linear Embedding) , LLE de Hesse, mapas propios Laplacianos, arquitectura de sistemas de tecnología de aprendizaje (LTSA, Learning Technology Systems Architecture) , mapeo isométrico de características (Isomap, Isometric Feature ápping) , despliegue de máxima varianza, máquinas Bolzman, búsqueda de proyecciones (Projection Pursuit) , máquinas de vector de soporte del modelo oculto de Márkov, regresión 1 kernel, análisis y clasificación de discriminante lineal, análisis de vecino más cercano (k-nearest-neighbour), redes ?? G??3??3 difusas (FNN, Fuzzy Neural Network) , redes Bayesianas, o análisis de grupos (Cluster Analysis) .

Este enfoque permite datos complementarios no derivados de un espectro de rayos gamma por ser introducido al método para mejorar más la discriminación y reducir la incidencia de falsos positivos. Dichos datos complementarios pueden incluir por ejemplo salida de calor, variación de tiempo de la fuente a través de la zona de detección, origen geográfico del objetivo, proveedor del objetivo, conteo en bruto, manifiesto, etc.

Una característica importante del presente método es del uso de una matriz de correlación en el PCA (conocido aquí como "el método de correlación") para determinar los componentes principales. Esto resulta en varias ventajas que incluyen: • el método de correlación busca encontrar los componentes principales de una versión estandarizada de la librería de datos, lo que evita problemas con la utilización del método de covarianza del arte actual, donde las intensidades relativas de espectros medidos dominan los componentes principales y afectan negativamente el desempeño; • el método de correlación se enfoca más en las diferencias en la forma espectral, lo que permite mayor detección precisa de una anomalía, y a la inversa proporciona menos falsas alarmas; • el método de correlación permite variables de entrada adicionales por ser utilizadas en combinación, con el espectro de energía de un objetivo.

Los datos no espectrales, por ejemplo el calor generado por el objetivo y/o la variación de tiempo de estos espectros mientras pasa a través de la zona de detección, se pueden agregar al análisis. Al agregar estos puede resultar en mayor fiabilidad en la detección de anomalía. Otra característica clave del método es que cada espectro observado se puede pre-procesar mediante funciones que manipulan los datos para optimizar la capacidad de discriminación. Estas funciones pueden incluir, pero no están limitadas a, normalización de intensidad, estandarización de observación y una estandarización de variables. Para la normalización de intensidad cada espectro observado se normaliza por el depósito de energía con el número máximo de conteos . Esta normalización de intensidad remueve la variabilidad debido a la velocidad con la que pasa la sustancia medida a través de la zona de detección. Para la estandarización de observación, cada espectro observado se estandariza para que tenga media cero y varianza unitaria. Para la estandarización de variables, cada depósito de energía del espectro observado se estandariza por la media y la desviación estándar del depósito de energía respectivo de la librería de datos. Esta estandarización de variables permite que las variables de diferentes medidas sean más comparables directamente.

El método puede comprender calibrar el dispositivo que se utiliza para obtener los espectros de rayos gamma. Puede comprender aplicar una calibración al espectro de rayos gamma del objetivo y/o a los espectros de rayos gamma de referencia. La calibración, ya sea del espectro de rayos gamma del objetivo o de los espectros de rayos gamma de referencia, o de ambos, puede ser para el propósito de estandarización del dispositivo que se utiliza para obtener los espectros de rayos gamma. La calibración se puede conducir de manera regular. Se puede conducir cada vez que se adquiere un espectro. Se podría no conducir cada vez que se requiere un espectro. Se puede conducir por ejemplo cada 5 espectros, o cada 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 ó 50 espectros. Se puede conducir cada hora, o cada 2, 3, 4, 5, 6, 12, 24 ó 48 horas. Por lo tanto, con el tiempo el eje de energía de los espectros puede oscilar, y puede requerir calibración como se describió anteriormente para restablecer los valores de energía correctos del eje de energía.

Se puede obtener un espectro de rayos gamma mediante el uso de un detector de rayos gamma. Este puede comprender por ejemplo un detector de rayos gamma basado en yoduro de sodio impurificado con talio. Puede comprender un monitor de portal de radiación espectroscópica basado en yoduro de sodio impurificado con talio. Puede comprender un amplificador de señal para amplificar la señal. Las señales de rayos gamma sin procesar (ya sea del objetivo o de las muestras de referencia) que se adquieren se pueden pasar a un analizador de multicanal. Se pueden calibrar para compensar la oscilación del eje de energía en el detector. El analizador de multicanal puede dividir los datos en el espectro en un número de depósitos (o rangos de energía) . Típicamente el analizador de multicanal generará unos 1024 depósitos de datos, aunque puede haber más o menos dependiendo del analizador. Es preferible reducir el número de depósitos de energía, esto es, formatear los datos, reduciendo de esta manera el número de variables en el conjunto de datos resultante. Esto puede mejorar la velocidad comput^cional . Los depósitos de energía del espectro original representan el incremento más pequeño del intervalo de energía del espectro de rayos gamma al que se atribuyen los conteos. En general, cada intervalo, o depósito, en el espectro original tiene un ancho idéntico en energía. Reformatear el espectro puede involucrar incrementar uniformemente el ancho de cada depósito de energía disminuyendo de esta manera el número total de depósitos a través de todo el rango de energía e incrementando el número de conteos en los depósitos recién definidos. Esta reformateo no está necesariamente limitado a funciones lineales. El espectro reformateado puede contener anchos de depósito no uniformes que pueden, por ejemplo, ser proporcionales a la energía al cuadrado o a alguna otra función adecuada. El espectro reformateado puede también contener anchos de depósito definidos por el usuario, que pueden variar a través del rango de energía. El número de depósitos de energía del espectro reformateado es efectivamente el número de variables en la librería de datos, aunque también se pueden agregar variables complementarias como se describe en otra parte. A mayor número de variables, mayor tiempo computacional del PCA. Estos depósitos se pueden reformatear para que se ajusten a diferentes funciones. Esto puede permitir que se combinen los espectros de múltiples detectores. El reformateo de los conjuntos de datos de referencia y el conjunto de datos del objetivo puede ser tal que todos los conjuntos de datos utilizan los ' mismos depósitos de energía.

Los datos se pueden entonces normalizar con respecto al número más alto de conteos a través de todos los depósitos de energía. Esto remueve los efectos del rango amplio tiempos de adquisición de monitor de portal de radiación (RPM, Radiation Portal Monitor) que pueden ocurrir en puertos de entrada y el efecto de variación de la velocidad del paso de un objetivo a través de la zona de detección de un RP .

Los datos de cada espectro de energía observado se pueden estandarizar o se pueden no estandarizar. Esta estandarización de observación escala la varianza, a través de todos los depósitos de energía, para que sea igual a la unidad .

Los datos pueden tener cada variable estandarizada o pueden no tener cada variable estandarizada. Esta estandarización de variables permite que las variables de diferentes medidas sean comparables de manera más directa.

La librería de datos se obtiene a partir de los espectros de rayos gamma de referencia (y opcionalmente datos complementarios asociados) que se obtienen a parítir de fuentes conocidas. Estas pueden ser materiales radiactivos que ocurren naturalmente, o pueden ser fuentes que se: conoce que son benignas y/o aceptables, y pueden incluir cualquier otro tipo de fuente, por ejemplo fuentes anómalas o inaceptables. Los espectros de rayos gamma de referencia se pueden tratar en una forma similar que a los espectros del objetivo, de tal manera que serán comparables y proporcionarán comparaciones significativas. La librería de datos puede también incorporar datos complementarios que pueden ayudar en determinar si el objetivo se debe considerar como anómalo. Por ejemplo si se conoce que los objetivos de países particulares es más probable que sean anómalos, los datos del país de origen se pueden introducir en la librería de datos para contribuir a los conjuntos de datos de referencia. Entonces los datos correspondientes también se introducirán cuando se escanea el objetivo, de tal manera que los datos contribuirán de manera similar al conjunto de datos del objetivo. De manera similar, si se conoce que los objetivos que tienen mayor temperatura media son más probables de que sean anómalos, los datos de temperatura media (medidos mediante un detector térmico) se pueden introducir en la librería de datos. La librería de datos se puede aumentar ya sea intermitentemente o de manera regular con conjuntos de datos de referencia para mejorar las capacidades de discriminación del método (y del sistema) . La librería de datos puede estar basada en al menos unos 10 componentes principales, o al menos unos 11, 12, 13, 14 ó 15 componentes principales, o a lo mucho 20 componentes principales, o a lo mucho unos 19, 18, 17, 16 ó 15 componentes principales, o en unos 10 a unos 20 componentes principales, o en unos 10 a 15, 15 a 20 o 12 a 18 componentes principales, p.ej., unos 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ó 20 componentes principales. En algunos casos se pueden utilizar más de 20 componentes principales, p.ej., 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 ó 30 o más. Al reducir la dimensionalidad del análisis, la tarea de comparar el objetivo con la librería de referencia se simplifica como para permitir procesamiento rápido, opcionalmente en tiempo real, de tal manera que las fuentes anómalas se pueden identificar rápidamente y en una forma oportuna.

El PCA se puede conducir por medio de análisis de valor propio o característico de la matriz de correlación de los datos de entrada (espectros de referencia pre-procesados y opcionalmente también datos complementarios como se describe en otra parte) . Entonces se obtienen los valores propios y vectores propios correspondientes de la matriz de correlación. Estos se clasifican entonces en orden de los valores propios valuados más altos. Los n vectores propios con los n valores propios más grandes se seleccionan Entonces como los componentes principales, donde n es un número que se selecciona para proporcionar un compromiso entre capacidad suficiente del método y tiempo de procesamiento aceptable (números adecuados de componentes principales se describieron anteriormente) . La elección de un n adecuado puede depender por lo tanto de la potencia y velocidad de un procesador (p.ej., computadora) que se utiliza para conducir el método.

Como un ejemplo del procesamiento de datos conducido en el método de la presente invención, un analizador de multicanal puede generar un conjunto de conteos para diferentes energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma. Esto se pueden designar Si a Sa, donde hay un total de a depósitos de energía, que representan las a diferentes energías de rayos gamma. Un reformateo simple de Si a Sa puede comprender juntar pares de depósitos de energía parai formar un conjunto de datos reformateado R± a Rb, donde a = 2b (por lo cual el reformateo representa la reducción a la mitad del número de depósitos de energía) y Rx = S2x-i + S2x. Como se discute en otra parte, se pueden utilizar otros métodos de reformateo. Los datos reformateados se pueden normalizar al valor más grande de Ri a Rb para proporcionar un espectro de rayos gamma con depósitos de energía i a Nb. Este conjunto de datos se puede complementar opcionalmente con datos adicionales no obtenidos a partir del espectro de rayos gamma: Ai a Ac, para formar un conjunto de datos final. Ni, N2, Nb, Ai, A2, Ac.

Si el procesamiento de datos anterior se conduce en m muestras de referencia diferentes (donde m es preferiblemente mayor o igual que b + c) , se puede construir una matriz de datos donde m filas son los diferentes conjuntos de datos (u observaciones), con las b + c columnas representando las variables. Se obtiene la matriz de correlación de esta matriz de datos, y el análisis de valor propio (o descomposición propia) de esta matriz de correlación produce los p pares de vectores propios y valores propios, donde p = b + c. Estos se pueden designar Vi a Vp y ei a ep respectivamente (en donde el valor propio ex corresponde al lector propio Vx) . Los valores propios se clasifican en orden numérico (esto es, el más alto al primero) , y los n valores propios más grandes (típicamente 1 a 20, pero pueden ser hasta p) se retienen. En esta descripción, los componentes principales se definen como los vectores propios ordenados en términos de los valores propios más altos. Sin embargo, se debe tener en cuenta que algunos autores en la literatura se refieren a los vectores propios como el vector de coeficientes por las cargas p&ra los componentes principales, donde los componentes principales se refieren a las variables derivadas.

La proyección del conjunto de datos en el nuevo espacio multidimensional se lleva a cabo multiplicando los componentes principales (esto es, los vectores propios seleccionados) por el conjunto de datos. Una vez que la librería de datos y el espectro del objetivo han sido proyectados en el espacio de componente principal, se puede hacer una comparación entre ellos.

Los beneficios de utilizar la matriz de correlación en lugar de, por ejemplo, la matriz de covarianza, pueden incluir pero no están limitados a: (1) remover la dependencia de escala del PCA; y (2) las variables aleatorias estandarizadas no tienen dimensión y se pueden combinar fácilmente para dar puntuaciones de componente principal, que no es el caso para la matriz de covarianza.

La librería de datos pre-procesados se proyecta en un espacio multidimensional . El espacio multidimensional no es un espacio físico, más bien una construcción matemática dentro de una computadora u otro procesador para representar los conjuntos de datos (tanto del objetivo como de referencia) para proporcionar una comparación útil. La dimensionalidad del espacio multidimensional puede corresponder al número de componentes principales obtenidos (o seleccionados) del PCA. La librería de datos se puede representar por uno o más grupos dentro del espacio multidimensional. Cuando el espectro del objetivo pre-procesado se proyecta en este espacio multidimensional, se puede determinar una distancia característica, por ejemplo una distancia de Mahalanobis, del espectro del objetivo proyectado de los grupos. La distancia de Mahalanobis es una medición que se utiliza en técnicas de clasificación. La distancia de Mahalanobis es efectivamente una distancia Euclidiana ponderada donde la ponderación se determina mediante la matriz de varianza-covarianza de muestra. Mientras más grande es esta distancia, más grande es la probabilidad de que el objetivo sea anómalo, esto' es, es atípico con respecto a los materiales de referencia y (si se utilizan) los datos complementarios. Por lo tanto, si la distancia se compara con una distancia de umbral, se puede hacer una determinación de si el objetivo es anómalo y, si se considera anómalo, se puede producir una alarma. En algunos casos, puede ser útil proporcionar una señal que indica que el objetivo no es anómalo en el evento de que la distancia sea menor que la distancia de umbral. Alternativamente, la distancia se puede convertir en una probabilidad de que el objetivo sea anómalo, y esta probabilidad se puede mostrar como una salida. Una alarma adecuada en respuesta a un objetivo anómalo puede ser por ejemplo una alarma audible (p.ej., una bocina, sirena o similar), una alarma visual (p.ej., una luz, opcionalmente una luz intermitente), la activación de una barrera (p.ej., bajar una compuerta de pluma, subir picos de carretera, cerrar una compuerta) para prevenir el paso del objetivo, o de un vehículo que transporta el objetivo, la activación de una instrucción a un conductor del objetivo o vehículo (p.ej., iluminación de una señal de ALTO, la activación de instrucciones audibles para dicho conductor) o algún otro tipo de alarma. La alarma puede también ser un estado lógico proporcionado por otro sistema para el propósito de reconocer el estado de alarma y alarmar. Se puede utilizar más de uno de estos tipos de alarma. Se pueden activar simultáneamente. Se pueden activar no simultáneamente. Se pueden activar secuencialmente . Por lo tanto, el aparato de la invención puede comprender uno o más de un dispositivo de alarma audible, un dispositivo de alarma visual y un dispositivo de alarma física tal como una barrera activable. El método correspondientemente puede comprender activar la barrera activable cuando un objetivo se identifica como anómalo o cuando un vehículo se identifica transportando una fuente anómala. Como se mencionó previamente, un modo alternativo de operación es cuando se genera una señal solamente cuando el objetivo se identifica como no anómalo (esto es, como normal o aceptable) . En este caso, se removería o retraería una barrera activable en respue$ta a la señal, permitiendo que pase un vehículo que transporta materiales no anómalos. Por lo tanto, el método puede comprender pasar la señal a un dispositivo de barrera que previene el paso del objetivo cuando el objetivo se identifica como transportando una fuente anómala (esto es, cuando la distancia es mayor o igual que un umbral predeterminado) y que permite el paso del objetivo cuando el objetivo se identifica como no transportando una fuente anómala (esto es, cuando la distancia está por debajo del umbral predeterminado) . Este dispositivo puede estar en un estado normalmente cerrado (esto es, en un estado en el que se previene o se inhibe el paso del objetivo) , de tal manera que se requiere una señal para abrirlo (para permitir o facilitar el paso del objetivo) en respuesta a una determinación de que el objetivo no contiene una fuente anómala, o puede estar en un estado normalmente abierto (esto es, en un estado en el que se permite el paso del objetivo), de tal manera que se requiere una señal para cerrarlo (para inhibir o prevenir el paso del objetivo) en respuesta a una determinación de que el objetivo contiene una fuente anómala. Como se discutió anteriormente, puede ser posible proporcionar una probabilidad como la salida. Por lo tanto, el resultado podría expresarse como una función de probabilidad. La probabilidad de que un evento anómalo haya ocurrido se puede expresar como un entero con un valor preestablecido que se utiliza para definir si una sustancia anómala estuvo presente o no en el objetivo. El aparato de la invención puede también comprender una cámara o dispositivo de registro fotográfico similar. Este se puede utilizar para registrar imágenes de todos los objetivos o vehículos que pasan a través de la zona de detección, o para registrar imágenes de objetivos o vehículos que pasan a través de la zona de detección cuando se detecta una fuente anómala. Se puede utilizar para transmitir a un operador una imagen de todos los objetivos o vehículos que pasan a través de la zona de detección, o para transmitir a dicho operador imágenes de objetivos o vehículos que pasan a través de la zona de detección cuando se detecta una fuente anómala. En este caso, la señal se puede transmitir a una pantalla de video para mostrar la(s) imagen (es). La información de la cámara o dispositivo fotográfico similar se puede utilizar para adquirir datos complementarios, o para determinar la naturaleza de los datos complementarios, para su usd en el PCA para determinar si un objetivo es anómalo. El método de la invención puede comprender detectar, y registrar y/o transmitir, una imagen del vehículo u objetivo o de una parte (p.ej., un número de placa del mismo), ya sea pajra cada vehículo u objetivo que pasa a través de la zona de detección o para cada vehículo u objetivo que pasa a través de la zona de detección que se identifique como una fuente anómala o como transportando una fuente anómala.

En la adquisición del espectro de rayos gamma del objetivo, el objetivo puede pasar a través de la zona de detección, a través de la cual el detector es capaz de detectar el espectro. La fuente puede pasar a través de la zona de detección a una velocidad media de 1 a unos 12 km/h, o de 1 a 8, 1 a 5, 5 a 10, l a 3, 3 a 5 ó 2 a 4 km/h, p.ej., 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 'll ó 12 km/h. El tiempo para el paso del objetivo a través de la zona de detección puede ser de unos 5 a unos 80 segundos, o unos 5 a 50, 5 a 20, 5 a 15, 10 a 80, 50 a 80, 20 a 50 ó 5 a 15, 15 a 20, 5 a 10, 10 a 15 ó 7 a 12 segundos, p.ej., unos 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ,14 ,15 ,20, 25, 30, 35, 40 ,45 ,50, 55, 60, 65, 70, 75 u 80 segundos. La zona de detección puede ser de unos 5 a unos 25 m de largo, o unos 5 a 20, 5 a 15, 5 a 10, 10 a 25, 15 a 25 ó 10 a 10 m, p.ej., unos 5, 10, 15, 20 ó 25. El objetivo puede ser, o ser transportado por, una persona, un camión o un coche o un tren de transporte o algún otro vehículo o parte del mismo.

La Figura 1 muestra un diagrama de un aparato adecuado para su uso en la presente invención. Por lo tanto, el detector 10 es un detector de portal espectroscópico, p.ej., un detector basado en Nal (TI), desplegado para adquirir un espectro de rayos gamma de las fuentes, p.ej., el vehículo 20 pasando a través de la zona de detección 30. En algunas modalidades, el detector principal (detector 10) es capaz de captar tanto los espectros de referencia como los espectros del objetivo. Por ejemplo, los espectros de referencia de antecedentes se pueden adquirir cuando ningún objetivo está dentro de la zona de detección. Si se utiliza un detector de referencia, éste puede estar remoto del monitor de portal. El detector de referencia, si está presente, puedé estar protegido de la zona de detección.

El aparato también puede comprender un detector de referencia 40 para adquirir espectros de referencia de NORM, aunque, como se discutió anteriormente, éste se puede¡ omitir en algunos casos. También puede comprender uno o más detectores secundarios (no mostrados) para adquirir datos complementarios, por ejemplo datos térmicos del vehículo 20 mientras éste pasa a través de la zona de detección 30, y también puede comprender uno o más detectores de referencia secundarios (no mostrados) para adquirir datos de referencia complementarios. El amplificador 50 está acoplado al detector 10 proporcionado para amplificar los datos del detector 10, y, si está presente, el detector de referencia 40. Éste ésta a su vez acoplado al analizador de multicanal 60 para proporcionar un reformateo inicial de los datos amplificados del amplificador 50. Éste está acoplado a la memoria 70 de la computadora 80 de tal manera que se pueden almacefrar los datos introducidos del analizador 60. La memoria 70 también contiene una librería de datos obtenida de NORM y otros materiales. La memoria 70 está acoplada al procesador 90 para procesar los datos obtenidos por el detector 10 y determinar si el objetivo 20 es anómalo. La salida 100 se proporciona para señalizar una alarma si se determina que el objetivo 20 es anómalo. La salida 100 puede tomar la forma de una salida visual, p.ej., una luz de alarma. Puede tomar la forma de una salida del sonido p.ej., una señal audible. Puede tomar la forma de una acción p.ej., bajar una compuerta de pluma para prevenir el paso del objetivo 20. Puede tomar la forma de más de una de las anteriores simultáneamente (o secuencialmente) . La Figura la muestra un diagrama de bloques de un aparato similar al de la Figura 1 en el que está presente una barrera activable 110 con el fin de prevenir el paso del vehículo 20 en el evento de que se identifique un objetivo. En la Figura 1, la salida 100 puede ser de la forma de una alarma audible.

En operación por lo tanto, el objetivo 20 pasa á través de la zona de detección 30. Típicamente esto no involucra que el objetivo 20 detenga su movimiento hacia adelante, y comúnmente toma unos 5 a unos 80 segundos. El detector 10 adquiere un efecto de rayos gamma del objetivo 20 durante este período y pasa el espectro al amplificador 50, el cual amplifica las señales del espectro. El espectro amplificado pasa entonces al analizador de multicanal 60 el cual lleva a cabo un reformateo inicial de los datos en el Espectro amplificado y pasa el espectro reformateado a la meritoria 70 para su almacenamiento. El detector 10 también se puede utilizar para adquirir espectros de referencia para su uso en la creación de una librería de datos. Alternativamente o adicionalmente, el detector de referencia 40 sé puede utilizar para este propósito. En cualquier evento, los espectros de referencia se pre-procesan como se describió anteriormente para el espectro del objetivo, y luego se pasan a la memoria 70. Los datos espectrales y opcionalmente otros datos obtenidos de detectores complementarios se pasan al procesador 90 para su procesamiento: los datos de referencia se utilizan para generar una librería de datos la cual se proyecta en un espacio multidimensional utilizando el procesador. El espectro del objetivo se procesa y se proyecta similarmente en este espacio multidimensional para obtener una distancia característica del espectro del Objetivo proyectado a partir de la librería de datos proyectada. El procesador 90 determina entonces a partir de esta distancia si el objetivo 20 se considera anómalo y, si es anómalo, genera una señal a la salida 100. Entonces se puede tomar una acción apropiada, por ejemplo, el objetivo 20 sé puede desviar entonces para su investigación adicional, o se puede bajar una barrera para prevenir el paso del objetivo 20, o se puede tomar alguna otra acción. En el aparato de la Figura la, la salida 100 es una alarma audible. Por lo tanto, si se determina que el objetivo es anómalo, se hace sonar la alarma 100. También, si se determina que el objetivo es anómalo, se activa la barrera activable 110 para prevenir el paso del objetivo 20.

La Figura 2 muestra un diagrama de flujo que ilustra el método de la invención. Inicialmente se reformatean y pre-procesan los espectros de referencia y, opcionalmente junto con los datos complementarios, se analizan mediante PCA en la matriz de correlación para generar los componentes principales. Por separado, se reformatea y pre-procesa un espectro del objetivo para generar un conjunto de datos del objetivo pre-procesados . El conjunto de datos del objetivo pre-procesados se proyecta entonces junto con la librería de datos pre-procesados en el espacio multidimensional, y se determina una distancia característica del conjunto de datos del objetivo pre-procesados de los grupos de la librería de datos pre-procesados en el espacio multidimensional. Ésta se compara entonces con un valor de umbral para determinar si el espectro del objetivo se obtuvo a partir de una fuente anómala .

Las Figuras 3A y 3B forman colectivamente un diagrama de bloques esquemático de un sistema de computadora ! 300 de propósito general, en la que se pueden practicar varios acomodos descritos.

Como se observa en la Figura 3A, el sistema de computadora 300 está formado por un módulo de computadora 301, dispositivos de entrada tales como un teclado 302, un dispositivo de puntero de ratón 303, un escáner 326, una cámara 327, y un micrófono 380, y dispositivos de salida que incluyen una impresora 315, un dispositivo de pantalla 314 y altavoces 317. Se puede utilizar un dispositivo transceptor Modulador-Demodulador (Módem) 316 por el módulo de computadora 301 para comunicarse a y desde una red de comunicación 320 mediante una conexión 321. La red 320 puede ser una red de área amplia (WAN, Wide Area Network) , tal como Internet o una WAN privada. Donde la conexión 321 sea una linea de teléfono, el módem 316 puede ser un módem de marcación (dial-up) tradicional. Alternativamente, donde la conexión 321 sea una conexión de alta capacidad (p.ej., cable), el módem 316 puede ser un módem de banda ancha. También se puede utilizar un módem inalámbrico para la conexión inalámbrica a la red 320.

El módulo de computadora 301 típicamente incluye al menos una unidad de procesador 305, y una unidad de memoria 306 formada por ejemplo de memoria de acceso aleatorio (RAM, Random Access Memory) semiconductora y memoria de sólo lectura (ROM, Read Only Memory) semiconductora. El módulo 301 también incluye un número de interfaces de entrada/salida (I/O) incluyendo una interfaz en de audio-video 307 que se acopla a la pantalla de video 314, altavoces 317 y micrófono 380, una interfaz I/O 313 para el teclado 302, ratón 303, escáner 326, cámara 327 y opcionalmente una palanca de mando (no ilustrada) , y una interfaz 308 para el módem externo 316 y la impresora 315. En algunas implementaciones, el módem 316 se puede incorporar en el módulo de computadora 301, por ejemplo en la interfaz 308. El módulo de computadora 301 también tiene una interfaz de red local 311 la cual, mediante una conexión 323, permite el acoplamiento del sistema de computadora 300 a una red de computadora local 322, conocida como una red de área local (LAN, Local Area Network) . Como también se ilustra, la red local 322 también se puede acoplar a la red amplia 320 a través de una conexión 324, que típicamente incluiría un dispositivo llamado "firewall" o cortafuegos o dispositivo de funcionalidad similar. La interfaz 311 puede estar formada mediante una tarjeta de circuito de Ethernet™, un acomodo inalámbrico de Bluetooth™ o un acomodo inalámbrico IEEE 802.11.

Las interfaces 308 y 313 pueden permitirse ya sea conectividad en serie o en paralelo o ambas, la primera se implementa típicamente de acuerdo con los estándares de bus universal en serie (USB, Universal Serial Bus) y teniendo conectores USB correspondientes (no ilustrados) . Los dispositivos de almacenamiento 309 se proporciona en y típicamente incluyen una unidad de disco duro (HDD, Hjard Disk Drive) 310. También se pueden utilizar otros dispositivos de almacenamiento tales como unidad de disco floppy y una unidad de cinta magnética (no ilustradas) . Típicamente se proporciona una unidad de disco óptico 312 para qué actúe como una fuente de datos no volátiles. Los dispositivos de memoria portátiles, tales como discos ópticos (p.ej., CD-ROM, DVD) , USB-RAM, y discos floppy por ejemplo también se pueden utilizar como fuentes apropiadas de datos para el sistema 300.

Los componentes 305 a 313 del módulo de computadora 301 se comunican típicamente a través de un bus (enlace' común) interconectado 304 y en una manera que resulta en un modo convencional de operación del sistema de computadora 300 conocido por aquellos experimentados en la materia. Ejemplos de computadoras en las que se pueden practicar los acomodos descritos incluyen las PCs-IBM y compatibles, Sun Sparcstations , Apple Mac™ o sistemas de computadora semejantes evolucionados de los mismos.

El método de la presente invención se puede implementar utilizando el sistema de computadora 300 en donde los procesos de la Figura 2, descritos anteriormente, sé pueden implementar como uno o más programas de aplicación de software 333 ejecutables en el sistema de computadora 300. En particular, los pasos del método se efectúan mediante instrucciones 331 en el software 333 que se llevan a cabo dentro del sistema de computadora 300. Las instrucciones de software 331 se pueden formar como uno o más módulos de código, cada uno para llevar a cabo una o más tareas particulares. El software también se puede dividir en dos partes separadas, en las que una primera parte y los módulos de código correspondientes llevan a cabo el método y una segunda parte y los módulos de código correspondientes administran una interfaz de usuario entre la primera parte y el usuario.

El software 333 se carga generalmente en el sistema de computadora 300 desde un medio legible por computadora, y luego se almacena típicamente en la HDD 310, como se ilustra en la Figura 3A, o la memoria 306, después de lo cual el software 333 se puede ejecutar por el sistema de computadora 300. En algunos casos, los programas de aplicación 333 se pueden suministrar al usuario codificados en uno o más CD-ROMs 325 y leer mediante la unidad correspondiente 312 antes de su almacenamiento en la memoria 310 ó 306. Alternativamente, el software 333 se puede leer por el sistema de computadora 300 desde las redes 320 ó 322 o se pueden cargar en el sistema de computadora 300 desde otro medio legible por computadora. Adicionalmenté poco alternativamente, los datos, por ejemplo la librería de datos o los espectros de referencia que se utilizan en la preparación de la librería de datos, se pueden almacenar en la memoria 310 ó 306 o se pueden cargar en dicha memoria desde un CD u otro medio legible por computadora, o a través de Internet o mediante algún otro medio. El medio de almacenamiento legible por computadora se refiere a cualquier medio de almacenamiento que participe en proporcionar instrucciones y/o datos al sistema de computadora 300 para su ejecución y/o procesamiento. Ejemplos de dichos medios de almacenamiento incluyen discos floppy, cinta magnética, CD-ROM, una unidad de disco duro, un ROM o circuito integrado, memoria USB, un disco magneto-óptico, o una tarjeta legible por computadora tal como una tarjeta PCMCIA y similares, ya sea que dichos dispositivos serán internos o externos del módulo de computadora 301. Ejemplos de medios de transmisión legibles por computadora que también pueden participar en la provisión de software, programas de aplicación, instrucciones y/o datos al módulo de computadora 301 incluyen canales de transmisión de radio o infrarrojos asi como una conexión de red a otra computadora o dispositivo en red, e Internet o Intranets incluyendo transmisiones de correo electrónico e información registrada en sitios web y similares.

La segunda parte de los programas de aplicación 333 y los módulos de código correspondientes mencionados anteriormente se puedan ejecutar para implementar una o más interfaces gráficas de usuario (GUIs, Graphical User Interfaces) que se entregarán o representarán de otra manera en la pantalla 314. Mediante la manipulación típicamente del teclado 302 y el ratón 303, un usuario del sistema de computadora 300 y la aplicación puede manipular la interfaz en una manera funcionalmente adaptable para proporcionar comandos de control y/o entrada a las aplicaciones asociadas con la(s) GUI (s) . También se pueden implementar otras formas de interfaces de usuario funcionalmente adaptables, tal como una interfaz de audio utilizando salida de instrucciones habladas a través de los altavoces 317 y entrada de Comandos de voz del usuario a través del micrófono 380.

La Figura 3B es un diagrama de bloques esquemático detallado del procesador 305 y la "memoria" 334. La memoria 334 representa un agregado lógico que todos los dispositivos de memoria (incluyendo la HDD 310 y la memoria semiconductora 306) a la que se puede acceder mediante el módulo de computadora 301 de la Figura 3A.

Cuando el módulo de computadora 301 se enciende inicialmente, se ejecuta un programa de encendido y auto examen (POST, Power-On Self-Test) 350. El programa POST 350 se almacena típicamente en una ROM 349 de la memoria semiconductora 306. Un programa almacenado permanentemente en un dispositivo de hardware tal como el ROM 349 se denomina en ocasiones como firmware. El programa POST 350 examina el hardware en el módulo de computadora 301 para asegurar el funcionamiento apropiado, y típicamente realiza el procesador 305, la memoria (309, 306), y un módulo de software de sistema básico de entrada-salida (BIOS, Basic Input-Output System) 351, también almacenado típicamente en la ROM 349, para la correcta operación. Una vez que el programa POST 350 se ha ejecutado exitosamente, el BIOS 351 activa la uriidad de disco duro 310. La activación de la unidad de disco duro 310 provoca un programa cargador de arranque 352 que reside en la unidad de disco duro 310 para ejecutarse a través del procesador 305. Este carga un sistema operativo 353 en la memoria RAM 306 sobre la cual el sistema operativo 353 comienza la operación. El sistema operativo 353 es una aplicación a nivel del sistema, ejecutable por el procesador 305, para realizar diferentes funciones de alto nivel, incluyendo administración del procesador, administración de memoria, administración de dispositivos, administración de almacenamiento, interfaz de aplicación de software, y la interfaz de usuario genérica.

El sistema operativo 353 administra la memoria (309, 306) para asegurar que cada proceso o aplicación ejecutándose en el módulo de computadora 301 tenga la suficiente memoria en la cual ejecutarse sin chocar con la memoria asignada para otro proceso. Además, los diferentes tipos de memoria disponibles en el sistema 300 se deben utilizar apropiadamente de tal manera que cada proceso pueda ejecutarse eficientemente. En consecuencia, la memoria agregada 334 no pretende ilustrar cómo se asignan segmentos particulares de memoria (a menos que se establezca lo contrario) , sino más bien proporcionar una vista general de la memoria accesible por el sistema de computadora 300 y cómo se utiliza.

El procesador 305 incluye un número de módulos funcionales incluyendo una unidad de control 339, una unidad lógica aritmética (ALU, Arithmetic Logic Unit) 340, y una memoria local o interna 348, en ocasiones denominada como memoria cache. La memoria cache 348 incluye típicamente un número de registros de almacenamiento 344 - 346 en una sección de registro. Uno o más enlaces comunes (buses) internos 341 interconectan funcionalmente estos módulos funcionales. El procesador 305 típicamente también tiene una o más interfaces 342 para comunicarse con dispositivos externos a través del bus del sistema 304, utilizando una conexión 318.

El programa de aplicación 333 incluye una secuencia de instrucciones 331 que puede incluir instrucciones de bifurcación condicional y bucle. El programa 333 puede también incluir datos 332 que se utilizan en la ejecución del programa 333. Las instrucciones 331 y los datos 332 se almacenan en ubicaciones de memoria 328-330 335-337 respectivamente. Dependiendo del tamaño relativo de las instrucciones 331 y las ubicaciones de memoria 328-330, se puede almacenar una instrucción particular en una sola publicación de memoria como se representa por la instrucción que se muestra en la ubicación de memoria 330. Alternativamente, una instrucción se puede segmenta? en un número de partes cada una de las cuales se almacena en una ubicación de memoria por separado, como se representa por los segmentos de instrucción que se muestran en las ubicaciones 328-329.

En general, al procesador 305 se le proporciona un conjunto de instrucciones que se ejecutan ahí. El procesador 305 espera entonces por una entrada posterior, a la cual reacciona mediante la ejecución de otro conjunto de instrucciones. Cada entrada se puede proporcionar desde una o más de un número de fuentes, incluyendo datos generados por uno o más de los dispositivos de entrada 302, 303, datos recibidos desde una fuente externa a través de una de las redes 320, 322, datos recibidos desde uno o más de los dispositivos de almacenamiento 306, 309 o datos recuperados desde un medio de almacenamiento 325 insertado en el lector correspondiente 312. La ejecución de un conjunto de instrucciones puede resultar en algunos casos en salida de datos. La ejecución puede también involucrar almacenamiento de datos o variables en la memoria 334.

Los acomodos que se divulgan utilizan variables de entrada 354, que se almacenan en la memoria 334 en ubicaciones de memoria 355-358 correspondientes. Los acomodos producen variables de salida 361, que se almacenan en la memoria 334 en ubicaciones de memoria 362-365 correspondientes. Las variables intermedias se pueden almacenar en las ubicaciones de memoria 359, 360, 366 y 367.

La sección de registro 344-346, la unidad lógica aritmética (ALU) 340, y la unidad de control 339 del procesador 305 trabajan juntas para llevar a cabo secuencias de micro-operaciones necesarias para llevar a cabo ciclos de "captación, decodificación, y ejecución" por cada instrucción en el conjunto de instrucciones que constituyen el programa 333. Cada ciclo de captación, decodificación, y ejecución comprende : a) una operación de captación, que capta o lee una instrucción 331 de una ubicación de memoria 328; b) una operación de decodificación en la que la unidad de control 339 determina qué instrucción ha sido captada; y c) una operación de ejecución en la que la unidad de control 339 y/o la ALU 340 ejecuta la instrucción.

Después de eso, se puede ejecutar ciclo de captación, decodificación, y ejecución para la siguiente instrucción. De manera similar, se puede llevar a cabo un ciclo de almacenamiento mediante el cual la unidad de control 339 almacena o escribe un valor en una ubicación de memoria 332.

Cada paso o sub-procesos en los procesos de la Figura 2 está asociado con uno o más segmentos del programa 333, y se lleva a cabo por la sección de registro 344-347, la ALU 340, y la unidad de control 339 en el procesador 305 trabajando juntos para llevar a cabo los ciclos de captación, decodificación, y ejecución por cada instrucción en el conjunto de instrucciones para los segmentos señalados del programa 333.

El método de la invención se puede implementar alternativamente en hardware dedicado tal como una o más circuitos integrados que llevan a cabo las funcione,s o sub funciones del método. Dicho hardware dedicado puede 1 incluir procesadores gráficos, procesadores de señal digital, antenaje de puerta de campo programable (FPGAs, Field Programmable Gate Arrays) o uno o más microprocesadores y memorias asociadas.

En el contexto de esta especificación, el término "que comprende" significa "que incluye parcialmente pero no necesariamente solamente" o "que tiene" o "que incluye", y no "que consiste solamente de". Variaciones del término "que comprende", tales como "comprenden" o "comprende" tienen significados correspondientemente variados.

Apéndice A Representación de seudocodigo del software para llevar a cabo el método de la Figura 2.

• Calibrar espectros de rayos gamma de referencia .

• Reformatear espectros de rayos gamma calibrados .

• Pre-procesar los espectros de rayos gamma reformateados .

• Preparar una librería de datos pre-procesados que consiste de espectros de rayos gamma de referencia pre-procesados, opcionalmente junto con datos complementarios, en una forma de matriz.

• Conducir análisis de componente principal en la matriz de correlación de la librería de datos pre-procesados, para generar los componentes principales.

• Almacenar los componentes principales en la memoria .

• Calibrar el espectro de rayos gamma del ob etivo .

· Reformatear el espectro del Objetivo calibrado .

• Pre-procesar el espectro del objetivo reformateado y opcionalmente complementar con datos complementarios del mismo tipo utilizados para la librería de datos.

• Proyectar la librería de datos pre-prócesados y el espectro del objetivo pre-procesado en el espacio multidimensional definido los componentes principales obtenidos por el análisis de componente principal.

· Determinar la distancia característica entre los grupos de la librería de datos pre-procesados y el espectro del objetivo pre-procesado en el espacio multidimensional .

• Comparar la distancia característica con la distancia de umbral.

• Generar la señal de salida.

Claims (27)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un método para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho método comprende: i) obtener un espectro de rayos gamma del obj etivo; ii) preparar, a partir del espectro de rayOs gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango que energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; íii) pre-procesar el conjunto de datos del objetivo; iv) llevar a cabo el análisis de componente principal (PCA) en una matriz de correlación de una librería de datos pre-procesados para generar componentes principales para un espacio de componente principal; v) proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados en el espacio de componente principal; vi) determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados proyectados en el espacio de componente principal; y vii) comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo, por lo cual, ya sea que: si la distancia es mayor o igual que la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo; o si la distancia es menor que la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la ausencia del material radiactivo anómalo en el objetivo.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque si la distancia es mayor o igual que la distancia de umbral se genera una señal en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el paso de pre-procesar comprende normalizar de tal manera que el conjunto de datos del objetivo pre-procesados es un conjunto de datos del objetivo normalizados y la librería de datos pre-procesados es una librería de datos normalizados.

4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprende adicionalmente el paso de reformatear el conjunto de datos del objetivo antes del paso de pre-procesar el conjunto de datos del objetivo.

5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la librería de datos pre-procesados se obtiene mediante un proceso que comprende : iv-a) obtener una librería de datos que comprende espectros de rayos gamma de referencia de materiales radiactivos que ocurren naturalmente (NORM) y opcionalmente otras fuentes; iv-b) preparar un conjunto de datos de referencia de cada uno de los espectros de rayos gamma de referencia, cada conjunto de datos de referencia comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada v&lor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en dicho espectro de rayos gamma de referencia; y iv-c) pre-procesar cada conjunto de datos de referencia para obtener la librería de datos pre-procesados.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el paso iv-c) comprende normalizar dichos conjuntos de datos, por lo cual la librería de datos pre-procesados es una librería de datos normalizados.

7. El método de acuerdo con la reivindicación¦ 5 ó 5, comprende adicionalmente el paso de reformatear cada conjunto de datos de referencia antes del paso de pre-procesar los conjuntos de datos del objetivo.

8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el espacio de componente principal comprende menos de unos 20 componentes principales .

9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el conjunto de datos del objetivo y la librería de datos ambos comprenden datos complementarios que no se derivan de un espectro de rayos gamma.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque los datos complementarios comprenden al menos uno de: la temperatura del objetivo, salida de'l calor del objetivo, variación de tiempo del objetivo mientras éste pasa a través de la zona de detección, origen geográfico del objetivo, proveedor del objetivo, conteo en bruto y manifiesto.

11. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la distancia del paso v) es una distancia de Mahalanobis .

12. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el paso i) comprende adquirir el espectro de rayos gamma del objetivo mientras el objetivo pasa a través de la zona de detección.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el paso i) se lleva a cabo sin que el objetivo se detenga en la zona de detección.

14. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el espectro de rayos gamma del objetivo se adquiere en menos de unos 10 segundos .

15. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el espectro de rayos gamma del objetivo se adquiere por medio de un sistema portátil o fijo de monitor de radiación gamma.

16. Un aparato para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en urja zona de detección, dicho aparato comprende: • un detector para obtener un espectro de rayos gamma del objetivo, • una memoria para almacenar el espectro de rayos gamma del objetivo y una librería de datos pre-procesados, • un procesador acoplado a la memoria para preparar, a partir del espectro de rayos gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; pre-procésar el conjunto de datos del objetivo; llevar a cabo el análisis de componente principal (PCA) en una matriz de correlación de una librería de datos pre-procesados para generar componentes principales para un espacio de componente principal; proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-proceSados y la librería de datos pre-procesados en el espacio de componente principal; determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados proyectados en el espacio de componente principal; y comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presante en el objetivo, por lo cual, ya sea que (a) si la distancia es mayor o igual gue la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo o (b) si la distancia es menor que la distancia de umbral, se genera una señal en respuesta a la ausencia del material radiactivo anómalo en el objetivó; y « un dispositivo de salida para (a) aceptar la señal cuando un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo para generar una respuesta física a la presencia del material radiactivo anómalo o para (b) aceptar la señal cuando un material radiactivo anómalo está ausente en el objetivo para generar una respuesta física a la ausencia del material radiactivo anómalo.

17. El aparato de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el detector es capaz de obtener espectros de rayos gamma de referencia a partir de materiales radiactivos que ocurren naturalmente (NOR ) y opcionalmente otras fuentes y el procesador es capaz de procesar los aspectos de rayos gamma de referencia para formar la librería de datos pre-procesados a partir de los espectros de referencia pre-procesados.

18. Un programa de computadora que comprende: • código para preparar un espectro de rayos gamma del objetivo un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; • código para pre-procesar el conjunto de datos del objetivo; • código para llevar a cabo análisis de componente principal (PCA) en una matriz de correlación de una librería de datos pre-procesados para generar componentes principales para un espacio de componente principal; • código para proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados y la librería de datos pre-procesados en el espacio de componente principal; • código para determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados proyectados en el espacio de componente principal; y • código para comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radiactivo anómalo está presente en el objetivo.

19. El programa de computadora de acuerdo con la reivindicación 18, comprende adicionalmente : • código para preparar un conjunto de datos de referencia a partir de una pluralidad de espectros dé rayos gamma de referencia, cada conjunto de datos de referencia comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en dicho espectro de rayos gamma de referencia; y • código para pre-procesar cada conjunto de datos de referencia para obtener la librería de datós pre-procesados .

20. Un medio de almacenamiento legible por computadora que tiene un programa de computadora registrado en el mismo, el programa es ejecutable por un aparato de computadora para hacer que la computadora determine la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho programa comprende: • código para preparar, a partir de un espectro de rayos gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; • código para pre-procesar el conjunto de datos del objetivo; • código para llevar a cabo análisis de componente principal (PCA) en una matriz de correlación de una librería de datos pre-procesados para generar componentes principales para un espacio de componente principal; • código para proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados y la librería de datos pre-procesados en el espacio de componente principal; • código para determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados proyectados en el espacio de componente principal; y • código para comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radioactivo anómalo está presente en el objetivo.

21. El medio de almacenamiento legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque dicho programa comprende adicionalmente : • código para preparar un conjunto de datos de referencia, a partir de una pluralidad de espectros dé rayos gamma de referencia, cada conjunto de datos de referencia comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en dicho espectro de rayos gamma de referencia; y • código para pre-procesar cada conjunto de datos de referencia para obtener la librería de datos pre-procesados .

22. Un elemento de programa de computadora para su uso en la determinación de la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho elemento comprende medios de código del programa de computadora para hacer que una computadora ejecute un procedimiento para: • preparar, a partir de un espectro de rayos gamma del objetivo, un conjunto de datos del objetivo que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en el espectro de rayos gamma del objetivo; • pre-procesar el conjunto de datos del obj etivo; • llevar a cabo análisis de componente principal (PCA) en una matriz de correlación de una librería dé datos pre-procesados para generar componentes principales para un espacio de componente principal; • proyectar el conjunto de datos del objetivo pre-procesados y la librería de datos pre-procesados en el espacio de componente principal; • determinar una distancia entre el conjunto de datos del objetivo pre-procesados proyectados y uno o más grupos de la librería de datos pre-procesados proyectádos en el espacio de componente principal; y • comparar la distancia con una distancia de umbral predeterminada para determinar si un material radioactivo anómalo está presente en el objetivo.

23. El elemento de programa de computadora de acuerdo con la reivindicación 22, comprende adicionalmente medios de código del programa de computadora para hacer que una computadora ejecute un procedimiento para: • preparar un conjunto de datos de referencia, a partir de una pluralidad de espectros de rayos gamma de referencia, cada conjunto de datos de referencia que comprende una pluralidad de valores de intensidad, cada valor de intensidad está asociado con un depósito de energía que representa una energía de rayos gamma o rango de energías de rayos gamma en dicho espectro de rayos gamma de referencia; y • pre-procesar cada conjunto de datos de referencia para obtener la librería de datos pre-procesados .

24. Un método para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho método es sustancialmente cómo lo descrito anteriormente con referencia a cualquiera de los ejemplos y/o figuras.

25. Un aparato para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección, dicho aparato es sustancialmente como lo descrito anteriormente con referencia a cualquiera de los ejemplos y/o figuras.

26. El uso de un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16, 17 ó 25 para determinar la presencia o ausencia de materiales radiactivos anómalos en un objetivo en una zona de detección.

27. Un método para prevenir el paso de un objetivo que transporta materiales radiactivos anómalos, que comprende: conducir el método de acuerdo con la reivindicación 1; y si se genera la señal en respuesta a la presencia del material radiactivo anómalo en el objetivo, activar una barrera para prevenir el paso del objetivo; o si se genera la señal en respuesta a la ausencia del material radiactivo anómalo en el objetivo, activar una barrera para prevenir el paso del objetivo.