Überprüfung von Smartphone-Anwendungen zur Strahlungsmessung

Dies ist eine Teilantwort – es gab Forschungen und eine erfolgreiche App, die entwickelt wurde, um Gammastrahlung mit einer Smartphone-Kamera von der Australian Nuclear Science and Technology Organization zu erkennen, wie auf ihrer Webseite berichtet wird. Smartphone-Strahlungsdetektor-App testet positiv .

Insbesondere basiert die Grundlage ihrer Arbeit auf Erkenntnissen, die

Diese Apps nutzen die Empfindlichkeit ionisierender Strahlung von bordeigenen Komplementär-Metalloxid-Halbleiter-Kameras (CMOS) auf Siliziumbasis, um die Strahlungswerte in der Umgebung zu überwachen.

Durch Abdecken des Bildsensors (um Störungen durch sichtbares Licht zu verhindern) und Aufzeichnen, wie viele Zählungen in einer kontrollierten Umgebung empfangen wurden, waren die Ergebnisse überzeugend, mit einer sehr starken linearen Reaktion (von der Website):

Wenn wir dieser von Omen gezeigten Messung glauben, sind Smartphone-Kameras unterhalb von Dosisraten von 10 uSv/h im Grunde nutzlos. Die max. Die Expositionsgrenze für einen Menschen, der kein Strahlenarbeiter ist, beträgt 1 mSv/Jahr, was ungefähr 0,11 uSv/h entspricht. Mit anderen Worten, der Kamerachip in einem Telefon müsste 100-mal empfindlicher sein, um relevante Strahlungsmengen aufzunehmen. Und sobald wir in dem Bereich sind, in dem eine Handykamera empfindlich wird, sollte besser ein Profi mit einem echten Strahlungszähler in der Nähe sein, denn etwas ist schrecklich schief gelaufen!

Als Hersteller einer dieser Apps ( GammaPix , verfügbar für Android und iOS , wenn Sie den Plug verzeihen ) erlauben Sie mir, mich hier einzumischen. Ja, Smartphones und andere CMOS- und CCD-Kameras können Strahlung erkennen. Während Kameras weniger empfindlich sind als Geiger-Müller-Zähler, spezialisierte Festkörperdetektoren und Szintillatoren, sind sie für einige Anwendungen empfindlich genug.

Wir haben festgestellt, dass ihre Empfindlichkeit in Abhängigkeit von mehreren Faktoren stark variiert. Einige Variationen haben mit den Details der Chipkonstruktion zu tun. CCDs sind zum Beispiel etwa zehnmal weniger empfindlich als CMOS-Chips, aber die meisten Telefone haben letzteres. Einiges davon hat mit der Chip-Firmware und dem Bildverarbeitungsstapel zu tun. Unterschiedliche Modellchips haben unterschiedliche physische Größen. Einige Geräte verfügen über Algorithmen zum Entfernen von Schönheitsfehlern, die helle Einzelpixelereignisse von Gammastrahlen unterdrücken. Einige Geräte (z. B. viele von Motorola) haben ihre Algorithmen so eingestellt, dass sie die Verstärkung in Situationen mit wenig Licht weit nach oben drehen. Diese Einstellung trägt zu einem manchmal großen Grundrauschen bei, gegen das das Strahlungssignal erkannt werden muss. (Das ist der Boden, der in Omens Diagramm zu sehen ist. ) Eine große Anzahl dieser instrumentalen Effekte muss berücksichtigt werden, damit diese Technik funktioniert. Das spezifische Verhalten des Geräts legt eine untere Grenze dafür fest, wie niedrig eine Dosis in einer bestimmten Zeit gemessen werden kann. Es gibt andere Geräte, die ziemlich sauber sind, und auf jeden Fall haben wir eine Reihe von Techniken entwickelt, um diese Einschränkungen zu umgehen und die Empfindlichkeit gegenüber Gammastrahlen zu erhöhen.

Wir haben die Funktionalität und Empfindlichkeit von GammaPix-Anwendungen in einer Reihe von staatlichen Labors, darunter das Oak Ridge National Lab, verifiziert. GammaPix durchlief das strenge Bewertungsverfahren des Heimatschutzministeriums gemäß dem „SAFETY Act“ und erhielt die DTE-Kennzeichnung, was ein erhebliches Maß an Vertrauen bieten sollte, dass die Technik sowohl funktionsfähig als auch ausreichend empfindlich ist, um reale Erkennungsprobleme zu lösen. (Geben Sie „Image Insight“ in das Stichwortsuchfeld auf der DHS-Website ein.) Da sich die Algorithmen in den letzten Jahren verbessert haben, haben wir die Empfindlichkeit von GammaPix auf guten Geräten um mehrere Größenordnungen über das hinaus erhöht, was im Diagramm oben gezeigt wird. Bei Geräten mit angemessener Empfindlichkeit können wir im Allgemeinen einen Wert von 20 μSv/h in weniger als einer Minute erkennen. Bei solchen Geräten kann der Hintergrundpegel mit einer Messung von einer halben bis zu einigen Stunden erfasst werden. Röntgengeräte der Sicherheitskontrolle geben ein starkes, wenn auch kurzes Signal. Ich habe auch positive Ergebnisse mit meinem iPhone 5 beim Zahnarzt erzielt, mit dem Telefon unter der Bleidecke, aber in der Nähe meines Kopfes.

Denken Sie daran, dass die Exposition gegenüber niedrigen Dosisraten über ein Jahr, selbst wenn sie die Grenze von 1 mSv/Jahr erreicht, nicht die gleiche biologische Wirkung hat wie eine hohe Dosis für kurze Zeit mit der gleichen Gesamtdosis. Der oben genannte Wert von 20 μSv/h ist der Wert, der von Ersthelfern beim Einrichten einer Sicherheitskette um einen Vorfall verwendet wird. Im Gegensatz zu dem, was CuriousOne in seiner Antwort schrieb, kann es eine Weile dauern, bis ein Fachmann mit einem Detektor in der Nähe ist, wenn die Dosisrate auf ein solches Niveau steigt, und es könnte durchaus sein, dass ein Mitglied der Öffentlichkeit einen davon verwendet apps wäre derjenige, der die Profis darüber informiert, dass es ein Problem gibt!