为应对2001年9月11日的恐怖袭击，美国政府创立了国土安全部（DHS），以防止恐怖主义袭击美国土壤。除此之外，DHS增加了进入该国的货物筛查。
与此同时，在麻省理工学院，恐怖主义袭击事件致力于一家致力于帮助DHS的公司 - 以及最终，全世界的其他政府和组织 - 更好地检测边界和海港的核和其他威胁。
Passport Systems于2002年推出，经过一名扫描仪，由几十年的麻省理工学院研究支持，可以通过卡车，货物集装箱或其他隐藏的包装，立即自动“指纹”放射性或其他可疑材料。
今天，由麻省理工学院名誉物理学教授William Bertozzi共同创立的Passport拥有两个商业扫描仪:货物扫描仪，一个用于边境和海港;以及用于公共活动的无线辐射监测系统。
护照上的货物扫描仪被称为“智能扫描仪”，可以检查载货的卡车，并自动识别任何放射性物质或锕(放射性元素)，可能预示着脏弹、大规模杀伤性武器或爆炸物。这种扫描仪还能发现毒品、烟草和枪支等违禁品。今年，根据一份由国土安全部国内核探测办公室签发的合同，Passport在波士顿港的Conley集装箱码头部署了第一个智能扫描检查设施。
今天的货物扫描主要依赖于高功率的X射线，它提供了内部容器内物体的形状的二维投影。通过打开容器，进一步调查了可能遇到核威胁或违禁品的密度物体。打开和检查每个可疑的容器可能需要数小时，可能是危险的。
另一方面，护照的货物扫描仪可以在几分钟内提供精确扫描，而无需打开一个集装箱，Bertozzi说，他现在是护照的科学顾问和董事会成员。“在大约30秒内，我们可以扫描一个集装箱，并提供[货物内部材料]的三维地图。此信息清除容器或提醒您到需要更仔细检查的区域。再过15秒，我们的扫描仪会告诉你那里是否有锕系元素。再过半分钟，我们就能告诉你这是什么锕系元素，以及它是否是一枚炸弹，”他说。
Passport的手持系统名为SmartShield，是一个小型伽马辐射探测器网络，大约一副扑克牌大小，可以实时收集辐射数据，并与智能手机无线连接。通常情况下，执法人员和急救人员会将探测器系在腰带上，并随身携带手机，一边走动一边收集背景辐射数据。如果探测器识别出伽马辐射，它会向网络中所有其他智能手机以及中央指挥站发送警报，并向第一批反应人员显示GPS坐标。
在今年的NCAA最终四名男子篮球锦标赛中，在新罕布什尔州的去年NASCAR比赛中试验了SmartShield，并在德克萨斯州的四名男子篮球锦标赛和全国其他主要活动。
“指纹”锕系元素
Passport 's SmartScan位于波士顿港，是一条大约176英尺长的隧道，类似于一个免下车洗车场。运输陆运和海运集装箱的卡车在传送带上缓慢通过，然后由连接在隧道入口的大型扫描仪进行扫描。这种扫描仪结合了传统的高分辨率x射线和其他被动辐射探测方法，扫描技术由麻省理工学院核科学实验室的Bertozzi和Passport首创。
当一辆卡车通过扫描仪时，Passport的自定义EZ - 3-D扫描方法根据有效原子数(称为“有效Z”)生成材料的三维图像，有效原子数可以显示爆炸物。为此，电子束产生光子射入材料。材料中原子的电子使这些光子散射。该系统通过测量光子信号来确定任何异常:例如，锕系元素等高z值材料的光子信号比普通金属等低z值材料的光子信号高出10倍左右。“因为这些光子信号是巨大和多产的，我们可以告诉你在容器的什么地方有高效的Z值，”Bertozzi说。
但是这些信号中的一些难以区分，因此，如果存在可疑材料，系统会自动进行精制的次要扫描。
第一种技术是从20世纪60年代在麻省理工学院开发的Photofission（PNPF）的中子。光子束使物质中的散瞳细胞核在裂变和发射中子中测量。如果中子在一定的能量阈值上产生，则它们来自致动力。然后系统使用由MIT的Bertozzi开发的另一种技术，称为核共振荧光（NRF），其中光子束激发核，其在不同的能量水平下发出伽马射线。测量这些能量水平给出神奇素的“指纹”。“我们可以告诉你，例如，铀-335，铀-238，氧气-17或碳-12，因为它们都有不同的信号，”Bertozzi说。
药物和酒精也具有特定的“指纹”，作为盐和氯如诸如盐和氯的材料，因此扫描仪有助于检测违禁品。例如，扫描仪可以检测氯，有时用来制作甲基苯丙胺，在装满衣服的卡车中。
现在，联合王国正在寻求系统寻找诸如无行动的烟草中走私的物品，而其他国家正在寻找扫描药物和酒精的系统。“It serves a security need, but it also satisfies general customs needs,” says Passport’s CEO, president, and co-founder Robert Ledoux ’78, PhD ’81, who taught physics at MIT until 1990. “That’s made it commercially viable.”
Passport的SmartShield探测器使用标准的光子检测技术来检测伽马射线。但是创新来自于网络，它提供了许多好处，勒杜说。协同工作，扫描仪可以快速三角定位威胁的位置。不断更新的辐射数据，来自多个探测器携带在一个地区，也使系统作为一个整体更加敏感。勒杜说:“通过每一次扫描，它可以更好地分离自然产生的辐射，比如建筑材料和危险的核材料。”
在麻省理工学院聚集在一起
Passport的故事始于20世纪90年代中期，当时贝尔托齐试图将他在麻省理工学院(mit)发明的NRF扫描技术引入一家试图在美国机场实现行李扫描技术商业化的公司。尽管测试成功，但该公司认为这项技术的成本太高，无法进行规模化生产，尤其是在飞机轰炸并不一定被视为重大威胁的情况下。
勒杜说:“但是911事件改变了世界。”
突然，新成立的国土安全部要求机场的所有行李和美国边境的每个货运单位进行爆炸物扫描。x射线和CT扫描被用于行李，但没有快速、准确的扫描技术存在于货物集装箱。“在一个小包裹里检测爆炸物是很困难的。想象一下，一个40英尺的集装箱装满了数千磅的东西，在供应链中快速运转，”勒杜说。
看到世界对基于nrf的扫描仪已经成熟，Bertozzi和他的朋友、麻省理工斯隆管理学院(MIT Sloan School of Management)校友Gordon Baty(61年、63年、67年博士)一起推出了Passport。Baty现在是Passport的董事会主席。他们让勒杜担任首席执行官，并在勒杜的家庭办公室设立了办事处。
然而，尽管他们可以从理论上证明这项技术，但没有地方进行大规模测试。后来有一天，勒杜来到麻省理工学院的校园，与一位校友谈论Passport的测试问题，这位校友指着本应关闭的麻省理工学院高压研究实验室(High Voltage Research Laboratory)。勒杜说:“我们就在街对面。“所以我们走过去按了门铃。”
事实证明，麻省理工学院设施仍在使用中。“只有我们可以做实验的国家中只成为第三名，”Bertozzi说。
勒杜补充说:“全世界都聚集在麻省理工学院这个小实验室里。”
2000年代中期，麻省理工学院的一个小团队，包括Bertozzi和Ledoux，记录了所有锕系元素的独特信号。从那时起，该项目稳步发展:2007年和2008年，Passport获得了国土安全部的合同，在Billerica的总部测试他们的货物扫描仪的概念验证。2009年，Passport公司获得了一份国土安全部的合同，为其建造智能扫描系统。
该公司在2013年与DHS签订的最新合同是建立一个系统，将伽马辐射检测数据与视频融合，以跟踪高速行驶车辆的辐射。
了下:M2M(机器对机器)
