science >> Wetenschap >  >> anders

Wat is het verschil tussen backscatter-machines en millimetergolfscanners?

Zoals backscatter-röntgenmachines, millimetergolfscanners produceren gedetailleerde full-body beelden van passagiers, maar ze doen het met ultrahoogfrequente millimetergolfstraling in plaats van röntgenstralen. Ed Murray/Star Ledger/Corbis

Als je alleen op naam afging, je zou kunnen denken dat "geavanceerde beeldtechnologie-machines" artsen kunnen helpen bij het zoeken naar tumoren of andere medische aandoeningen. In werkelijkheid, het etiket -- eufemisme, als je cynisch bent -- aangenomen door de U.S. Transportation Security Administration (TSA) beschrijft de scanners voor het hele lichaam die op luchthavens worden gevonden en die wapens detecteren, explosieven of andere bedreigingen die op passagiers worden vervoerd.

Volgens de website van de TSA, het bureau had vanaf november 2012 800 geavanceerde beeldtechnologiemachines geïnstalleerd op 200 Amerikaanse luchthavens. De machines zijn er in twee smaken, op basis van het type elektromagnetische straling waarmee ze een scan maken. Backscatter-machines -- ongeveer 30 procent van de installaties -- zenden energiezuinige röntgenstralen om van het lichaam van een passagier te kaatsen. Millimetergolf ( mmw ) scanners energie uitstralen die meer lijkt op microgolven. Beide kijken door kleding heen om een ​​3D-beeld te produceren van de persoon die in de machine staat.

Zodra de TSA in 2010 begon met het installeren van de scanners, passagiers, piloten en volksgezondheidsfunctionarissen begonnen vragen af ​​​​te vuren. Hoeveel straling produceren deze machines? Is het voldoende om het aantal kankergevallen in de algemene bevolking te verhogen? En kunnen TSA-agenten intieme details zien die we liever niet zien?

De Europese Unie heeft deze vragen resoluut aangepakt:het verbiedt alle bodyscanners die gebruikmaken van röntgentechnologie. Dat verbod voldoet aan een wet in verschillende Europese landen die zegt dat mensen niet mogen worden blootgesteld aan röntgenstraling, behalve om medische redenen. In de VS, de TSA en de leveranciers die de scanners produceren - zoals Rapiscan voor backscatter en L-3 Communications voor millimetergolf - blijven het publiek verzekeren van de veiligheid van de apparaten. En ze hebben stappen ondernomen om de privacy van passagiers te beschermen door software te installeren die ofwel generieke contouren van mensen creëert of bepaalde delen van het beeld vervaagt.

Nog altijd, veel mensen blijven sceptisch dat luchthavenscanners, in welke vorm dan ook, zijn volkomen veilig. En nog veel meer voelen zich een beetje verloren bij het proberen te begrijpen hoe de machines werken en hoe ze anders zijn. Met dat in gedachten, we gaan de twee technologieën vergelijken en contrasteren over verschillende parameters, te beginnen met het soort energie dat ze uitstralen.

Inhoud
  1. Röntgenstralen of millimetergolven?
  2. Onder je kleding turen:Backscatter- en millimetergolfafbeeldingen
  3. Privacy- en veiligheidsproblemen van geavanceerde beeldtechnologie

Röntgenstralen of millimetergolven?

Een vrijwilliger staat in een backscatter-scanner tijdens een demo bij de Systems Integration Facility van de Transportation Security Administration op Ronald Reagan National Airport op 30 december. 2009. Backscatter-technologie is een van de twee soorten beeldtechnologie die de Amerikaanse overheidsinstantie gebruikt. Chip Somodevilla/Getty Images

Beide typen scanners geven energie af in de vorm van elektromagnetische straling, die in de natuur bestaat als energiegolven gemaakt van zowel elektrische als magnetische velden. Deze golven reizen door de ruimte en zijn er in verschillende maten, of golflengten . Backscatter-machines produceren energiezuinige röntgenstralen, die een golflengte hebben in de orde van grootte van 0.0000000001 meter, of 0,00000001 millimeter. Millimetergolfscanners produceren een speciaal type microgolven met golflengten die precies tussen 0,001 meter (1 millimeter) en 0,01 meter (10 millimeter) liggen. Met andere woorden, de golven die worden uitgezonden door mmw-scanners zijn veel groter en hebben daarom minder impact op kleine constructies, zoals menselijke eiwitten en nucleïnezuren.

Op het gebied van constructie, een enkele terugverstrooiingsmachine bevat twee stralingsbronnen, zodat zowel de voorkant als de achterkant van de persoon kan worden afgebeeld zonder blinde vlekken te veroorzaken. Elke stralingsbron is ondergebracht in een rechthoekige structuur die lijkt op een grote industriële vriezer. De twee eenheden staan ​​tegenover elkaar met een opening ertussen die groot genoeg is voor een persoon.

Een millimetergolfscanner, echter, lijkt veel op een oversized, zeshoekige telefooncel. Twee van de zes panelen zijn open om als in- en uitgang te dienen, terwijl vier van de panelen transparant glas of plastic bevatten. Twee stapels schijfvormige zenders, elk omgeven door een gebogen beschermende schaal die bekend staat als a koepel , ga binnen de muur van de structuur zitten en draai 180 graden rond een centraal punt.

Nu we de essentie van de structuren hebben begrepen, laten we eens kijken hoe ze afbeeldingen van jou produceren.

Backscatter-machines gebruiken roterende collimators om röntgenstralen te genereren, die door een spleet gaan en een passagier raken die binnenin staat. De röntgenstralen dringen door kleding heen, stuiteren op de huid van de persoon en terugkeren naar detectoren die op het oppervlak van de machine zijn gemonteerd. De straling weerkaatst ook op wapens, explosieven of andere bedreigingen die in kleding zijn verborgen of tegen de huid liggen. Door deze zogenaamde backscatter te voelen en te analyseren, de machine kan een afbeelding van een persoon maken, evenals alle organische of anorganische items die op die persoon worden gedragen.

Millimetergolfscanners gebruiken kleine, schijfachtige zenders om een ​​afbeelding te maken. Elke zender zendt een energiepuls uit, die zich als een golf voortbeweegt naar een persoon die in de machine staat, gaat door de kleding van de persoon, weerkaatst op de huid van de persoon of verborgen vaste en vloeibare voorwerpen en reist dan terug, waar de zender, gedraagt ​​zich nu als een ontvanger, detecteert het signaal. Eén schijf scant slechts een klein deel van de proefpersoon, dus een enkele machine bevat twee stapels schijven die zijn verbonden door een staaf die rond een centraal punt draait. Omdat er meerdere zender/ontvangerschijven verticaal gestapeld zijn en omdat deze stapels om de persoon draaien, het apparaat kan een compleet beeld vormen, van kop tot teen en van voor naar achter.

Onder je kleding turen:Backscatter- en millimetergolfafbeeldingen

Backscatter-technologie creëert een afbeelding die eruitziet als een krijtets. Volgens de TSA-website, het bureau heeft nieuwe software getest voor backscatter-eenheden die een generieke omtrek produceren die vergelijkbaar is met die van mmw-scanners die zijn uitgerust met ATR-software. Afbeelding met dank aan TSA

Beide soorten scanners vertrouwen op software om gereflecteerde elektromagnetische energie om te zetten in afbeeldingen. De exacte configuratie van de software bepaalt het detailniveau in het laatste voorbeeld. Bijvoorbeeld, een backscatter-machine met de meest elementaire versie van de software produceert een silhouet van het hele lichaam van het onderwerp dat lijkt op een krijtachtige schets. Sommige details over iemands bouw en vorm zijn zichtbaar in deze afbeelding. Met een toegepast privacy-algoritme, echter, de software vervaagt deze details en benadrukt alleen potentiële bedreigingen.

Millimetergolfscanners kunnen ook afbeeldingen produceren die iemands unieke topografie onthullen, maar op een manier die eruitziet als een ruw gevormd grafietprototype. Sinds hun introductie, de TSA heeft deze machines bewapend met: geautomatiseerde doelherkenning , of ATR , software , die een algemene omtrek van een persoon oplevert - precies hetzelfde voor iedereen - met aandacht voor gebieden die mogelijk aanvullende screening vereisen. En dat gebeurt alleen als de scanner iets detecteert dat hij als verdacht beschouwt. Als dat niet zo is, het zal het woord "OK" weergeven zonder afbeelding.

Voor passagiers, het scanproces is in beide machines in wezen hetzelfde. Ze moeten alles uit hun zakken halen, evenals riemen, sieraden, lanyards en mobiele telefoons. Dan stappen ze een kleine helling op, ga in het midden van de machine staan, hef hun armen op, gebogen bij de ellebogen, en blijf onbeweeglijk terwijl het apparaat zijn ding doet. Het enige verschil is de tijd die nodig is om een ​​scan te voltooien. Voor terugverstrooiingsmachines, het proces duurt ongeveer 30 seconden. Voor mmw-scanners, het duurt ongeveer 10 seconden.

Hier is nog een verschil, misschien belangrijker dan die 20 seconden. Backscatter-machines produceren zelden valse alarmen. Volgens een Brits onderzoek hun percentage valse alarmen was ongeveer 5 procent [bron:Grabell en Salewski]. Millimetergolfscanners presteren niet zo goed. Ze kunnen voor de gek gehouden worden door plooien in kleding, knopen en zelfs zweetdruppels. Toen Duitsland mmw-scanners testte, veiligheidsfunctionarissen daar rapporteerden een fout-positief percentage van 54 procent, wat betekent dat elke andere persoon die door de machine ging een pat-down nodig had die geen wapen of verborgen object vond [bron:Grabell en Salewski].

Privacy- en veiligheidsproblemen van geavanceerde beeldtechnologie

En nu komen we bij het meest controversiële en veelbesproken onderwerp met betrekking tot scanners voor het hele lichaam:hun veiligheid. De vraag over veiligheid komt neer op of een scanner gebruik maakt van ioniserende straling of niet. Ioniserende straling heeft genoeg energie om elektronen van atomen te verwijderen en daardoor de structuur van biologische moleculen te veranderen, zoals eiwitten en nucleïnezuren. Röntgenstraling is een vorm van ioniserende straling; Radio golven, zichtbaar licht en microgolven niet.

Backscatter-machines gebruiken röntgenstralen, dus de vraag wordt er dan een van intensiteit en duur. De fabrikanten van de scanners houden vol dat een enkele scan een persoon blootstelt aan minuscule stralingsniveaus. In feite, een Rapiscan-directeur heeft gezegd:"Je zou door [een backscatter] scanner 1 moeten gaan, 000 keer gelijk aan één medische röntgenfoto. Je krijgt twee keer zoveel straling als je een banaan eet dan wanneer je door de scanner gaat" [bron:Paur].

Maar andere studies zijn tot meer verontrustende conclusies gekomen. Een, van de Marquette University College of Engineering, ontdekte dat backscatter-röntgenstralen de huid binnendringen en diepere weefsels raken. In een tweede studie, onderzoekers van het Columbia University Medical Center schatten dat 1 miljard backscatter-scans per jaar in de toekomst zouden leiden tot 100 door straling geïnduceerde kankers.

Millimetergolfscanners dragen deze risico's niet omdat ze niet-ioniserende straling gebruiken. Daten, er zijn geen bekende veiligheidsproblemen gevonden met dit type scanner.

Hier is nog een biggie:privacy. Beide soorten scanners zijn in staat om afbeeldingen te produceren die intieme details over reizigers onthullen. Dat gezegd hebbende, de TSA heeft zich tot het uiterste ingespannen om de privacy van degenen die worden gescand te beschermen. De software van backscattermachines, bijvoorbeeld, bevat een privacy-algoritme om genitaliën en gezichten te vervagen en potentiële bedreigingen te benadrukken.

De meeste (maar niet alle) millimetergolfmachines gebruiken geautomatiseerde doelherkenningssoftware (ATR) die elk onderwerp als een algemene schets weergeeft, met verdachte gebieden gemarkeerd. En als het niets verdachts detecteert in een scan, het geeft het woord "OK" weer zonder helemaal geen afbeelding. Voor scanners zonder ATR-software, de beveiligingsmedewerker die het resulterende beeld bekijkt, zit op een externe locatie en communiceert draadloos met de agent die de machine bedient.

vermoedelijk, geen van beide typen machines kan afbeeldingen opslaan - elke afbeelding wordt automatisch verwijderd zodra het beveiligingsteam de inspectie voltooit - maar er zijn meldingen geweest van Amerikaanse marshals in Florida die duizenden afbeeldingen downloaden en opslaan [bron:McCullagh].

Dat is het. Dat is alles wat we hebben. Je mag jezelf nu beschouwen als een expert op het gebied van geavanceerde beeldtechnologiemachines.

Wereldwijd gebruik van scanners

De Europese Unie heeft het gebruik van terugverstrooiingsmachines verboden omdat zij vindt dat röntgenstraling alleen voor medisch gebruik mag worden gebruikt. de VS, Nigeria en het Verenigd Koninkrijk hebben backscatter-technologie op grote schaal toegepast, hoewel de laatste het als een secundaire screeningoptie gebruikt.

Millimetergolfscanners worden op grotere schaal gebruikt. In de VS, de TSA heeft honderden van de apparaten op de meeste grote luchthavens geïnstalleerd. En internationaal, ze worden gebruikt op luchthavens en in systemen voor openbaar vervoer in verschillende landen, inclusief Canada, Nederland, Italië, Australië en het Verenigd Koninkrijk. Sommige landen, zoals Frankrijk en Duitsland, zijn gestopt met het gebruik van mmw-scanners vanwege hun hoge percentage valse alarmen.

Lees verder

Veel meer informatie

Notitie van de auteur:Wat is het verschil tussen backscatter-machines en millimetergolfscanners?

Ik ben niet tegen het opnemen van een paar röntgenfoto's om veilig te blijven op 30, 000 voet, maar ik vraag me af waarom de TSA erop staat terugverstrooiingsmachines te gebruiken, terwijl millimetergolfscanners dezelfde intelligentie leveren zonder potentieel schadelijke ioniserende stralen. Heeft de regering niets geleerd van de Beta/VHS-oorlogen?

gerelateerde artikelen

  • Hoe millimetergolfscanners werken
  • Hoe back-scatter röntgensystemen werken
  • Hoe metaaldetectoren werken
  • De ultieme back-scatter röntgenscannerquiz
  • Hoe straling werkt

bronnen

  • Bruin, Stuart F. "Wapens onthuld." Wetenschappelijke Amerikaan. april 2008.
  • brandwonden, Bob. "Wat is het:Millimetergolf of Backscatter?" Het TSA-blog. 27 mei 2008. (30 okt., 2012) http://blog.tsa.gov/2008/05/who-is-it-millimeter-wave-or.html
  • Choi, Charles Q. "Ja, we scannen:hebben screeningtechnologieën na 9/11 ons veiliger gemaakt?" Wetenschappelijke Amerikaan. 6 september 2011. (30 okt., 2012) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=have-new-airport-screening-technologies-inspired-by-9-11-made-us-safer
  • Grabel, Michaël. "TSA verwijdert X-Ray Body Scanners van grote luchthavens." ProPublica. 19 okt. 2012. (30 okt., 2012) http://www.propublica.org/article/tsa-removes-x-ray-body-scanners-from-major-airports
  • Grabel, Michael en Christian Salewski. "Sweating Bullets:Body Scanners kunnen transpiratie als een potentieel wapen zien." ProPublica. 19 december 2011. (30 okt., 2012) http://www.propublica.org/article/sweating-bullets-body-scanners-can-see-perspiration-as-a-potential-weapon
  • Groeger, lena. "De scanners scannen:een vergelijking naast elkaar." ProPublica. 28 december 2011. (30 okt., 2012) http://www.propublica.org/special/scanning-the-scanners-a-side-by-side-comparison
  • Hasler, Joe P. "De waarheid over TSA Airport Scanning." Populaire mechanica. 18 november 2010. (30 okt., 2012) http://www.popularmechanics.com/technology/aviation/safety/the-truth-about-tsa-airport-scanning
  • Knox, Richard. "Wetenschappers twijfelen aan de veiligheid van nieuwe luchthavenscanners." NPR. 17 mei 2010. (30 okt., 2012) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=126833083
  • L-3 Communicatie. "ProVision geavanceerde beeldtechnologie." (30 okt. 2012) http://www.sds.l-3com.com/advancedimaging/provision.htm
  • McCullagh, Declan. "Feds geven toe dat ze bodyscan-afbeeldingen van checkpoints hebben opgeslagen." CNET. 4 augustus 2010. (27 november, 2012) http://news.cnet.com/8301-31921_3-20012583-281.html
  • Moseman, Andreas. "Wat is het echte stralingsrisico van de TSA-röntgenscans van het hele lichaam?" Ontdek Tijdschrift. 17 november 2010. (30 okt., 2012) http://blogs.discovermagazine.com/80beats/2010/11/17/whats-the-real-radiation-risk-of-the-tsas-full-body-x-ray-scans/
  • paddock, Catharina. "Stralingsrisico van full-body luchthavenscanners zeer laag, Nieuwe analyse." Medisch nieuws vandaag. 29 maart 2011. (30 okt., 2012) http://www.medicalnewstoday.com/articles/220470.php
  • Pa, Jason. "Vragen blijven hangen over de veiligheid van bodyscanners op luchthavens." Bedrade. 22 december 2011. (30 okt., 2012) http://www.wired.com/autopia/2011/12/questions-linger-on-safety-of-airport-body-scanners/
  • Rabin, Roni Caryn. "Röntgenscans op luchthavens laten slepende zorgen achter." De New York Times. 6 aug. 2012. (30 okt., 2012) http://well.blogs.nytimes.com/2012/08/06/x-ray-scans-at-airports-leave-lingering-worries/
  • Transportbeveiligingsadministratie (TSA). "Geavanceerde beeldtechnologie:AIT:hoe het werkt." 24 okt. 2012. (30 okt., 2012) http://www.tsa.gov/ait-how-it-works
  • Winter, Michaël. "TSA vervangt röntgenscanners op enkele grote luchthavens." VS vandaag. 19 okt. 2012. (30 okt., 2012) http://www.usatoday.com/story/news/ondeadline/2012/10/19/tsa-x-ray-scanners-replaced-millimeter-wave-airports/1644937/

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wat is de rol van glucose in cellulaire ademhaling?
  2. Welke moleculen leveren energie voor spiercontracties?
  3. Kenmerken van micro-organismen
  4. Genmutatie: definitie, oorzaken, typen, voorbeelden
  5. Voorbeelden van diffusie in organen
  6. Welke drie dingen helpen bloed door aderen te duwen?
  7. Drie manieren waarop genetische diversiteit optreedt tijdens meiose
  8. Alternatief voor cellulaire ademhaling

    De productie van energie uit organische verbindingen, zoals glucose, door oxidatie met behulp van chemische (meestal organische) verbindingen uit een cel als "elektronenacceptoren" wordt fermentatie genoemd. D

  9. Wat zijn de voordelen van prokaryoten?

Wetenschap