Der var engang, selv før indførelsen af det omsiggribende sikkerhedsteater, hvor det ikke desto mindre kunne være en nervepirrende oplevelse at skulle igennem sikkerhedskontrollen i en lufthavn. Navnlig hvis man var ivrigt fotograferende, hvad enten det var professionelt eller bare for sjov. Det var nemlig således at de første røntgenapparater til gennemlysning af (hånd)bagage meget vel kunne gå hen og sværte den film1 man havde med, uanset om den sad i et kamera eller lå i sin æske.

Røntgenstråling er jo immervæk bare fotoner der ikke sådan bare lige lader sig stoppe af simple lavdensitetsmaterialer, men de kan stadig på en god (eller dårlig) dag fremkalde2 samme respons på en film som almindelige, synlige fotoner.

Det er faktisk denne effekt man den dag i dag anvender til akkumulerende persondosimetre, altså passive målere der viser hvor meget (røntgen)stråling en person er blevet udsat for over et stykke tid — i har sikkert bemærket de der små plasticæsker mange læger render rundt med uden på kitlen — det er såmænd bare et stykke fotografisk film med en sjov hat på. Men hvad har dét nu at gøre med prisen på flæskesteg? Jo, nu skal du høre…

For nylig var jeg i embeds medfør på en lille tur til Finland, og undervejs slog det mig at Dr. P på et tidspunkt for nylig havde sendt mig et link, der påstod at man kunne måle kosmisk stråling med kameraet i sin mobil / staveplade. På samme måde som røntgen og anden ioniserende stråling kan sværte en film, så kan det også anslå én eller flere pixels i en CCD eller anden detektorchip i et digitalkamera.

Så jeg besluttede mig for et lynhurtigt og meget diskret regelbrud i videnskabens navn. Man må jo (tilsyneladende) ikke tage billeder eller filme i sikkerhedskontrollen, men alligevel tog jeg chancen og satte min mobiltelefon til at optage video inden jeg lagde den ned i min lukkede jakkelomme. Herefter lod jeg jakke og mobil tage den sædvanlige tur gennem sikkerhedskontrollen, inklusive gennemlysning.

Herefter stod jeg så med ca. 8 minutters video3 der primært bestod af sort skærm og et temmeligt skramlende lydspor. Nå, men inden jeg begyndte at kaste flere kræfter og systematisk analyse efter det, så kunne jeg da godt lige gennemse det visuelt og se om der var noget at komme efter.

Og Hereuka! Blink and you’ll miss it, men nogle enkelte frames har tydelige spor af at være blevet ramt af noget der får detektoren til at slå ud — det ligner mest et dårligt billede af en nattehimmel, indersiden af en lomme eller en fejl i detektoren (hvilket det jo også simulerer), men der er signal!

Ja, det er hvad vi har at arbejde med — og der kun nogle enkelte frames á 33ms hvor det overhovedet er synligt… men måske er der flere, hvor man bare ikke kan se det med øjet?

Så er det vist på tide at finde pythonen frem! 4

Så 10 liniers klytkode og lidt slangetæmning på mellemniveau senere er jeg kommet overens med cv2-biblioteket til billedanalyse og har fået genereret en enorm tekstfil med en primitiv værdi for mængden af lys i hver enkelt af de 14854 frames der er i filmen…

Og sådan noget er jo ret let at visualisere med R5 — Først det rå plot:

Nåja — der er jo nok nogle ikke-helt-mørke frames i start og slut mens jeg får fumlet den op og ned af lommen, så det er der ikke meget spas i. Lad os zoome lidt ind på det område omkring 6’03’’ hvor jeg så glimt på detektoren:

Jojo, nu er der da helt sikker noget — jeg har mere eller mindre arbitrært lagt et cutoff ind, hvor der er 4 sikre datapunkter over, og et under som man kunne tage med hvis man var desperat nok.

Bemærk også den sjove periodiske tendens de øvrige datapunkter har — jeg er ikke sikker, men jeg tror det er et artefakt af at det er et komprimeret videoformat min telefon optager i. Her gemmer man ikke alle billederne fuldt ud, men kun fx ét hvert sekund, hvorefter man bare gemmer forskellen fra denne “keyframe” og så rekonstruerer billederne ud fra denne forskel. Derved kunne man sagtens forestille sig at fejl og støj også akkumuleres, navnlig når der ikke er noget lys på detektoren, og at denne fejlfunktion så nulstilles hver gang der tages en ny keyframe.

Så vi kan altså konkludere at selv den temmeligt svage røntgen i en moderne lufthavn uden videre kan detekteres med en lillebitte CCD-chip i en mobiltelefon.

Dr. P har netop foreslået at man legede lidt med den store CMOS sensor i et rigtigt kamerahus… Det kunne være sjovt at se om man kunne detektere mindre hverdagskilder på den måde — radondøtre i en kælder, måske? K-40 i såkaldt “sundhedssalt”?

Gå ud og leg med verden og videnskaben!

Som altid uddeler jeg gerne kode, rådata og andet til interesserede — eller bytter med kolde pilsnere.

\Worm

  1. Ja, det er jo som sagt en perspektivering helt tilbage til dengang mor var en lille dreng og gik i korte bukser og optog ferieminder på fysiske filmstrimler… I dag er de fleste, hvis ikke alle, gennemlysningsstationer vist nok ikke skadelige for fotografisk film. De kan dog, som I kan se, stadig lave bitflip i halvledere, så det er jo nok en god ide at slukke sit elektroniske udstyr helt inden man sender det gennem sikkerhedskontrollen… ↩

  2. Jaja, tøhø… ↩

  3. Der var lidt kø, og jeg skulle jo være lidt diskret… ↩

  4. Nej, nej, I behøver ikke holde de små børn og unge piger for øjnene, jeg taler naturligvis om prorammeringssproget - hvad ellers? ↩

  5. Eller matplotlib, eller gnuplot eller… (gys) Excel, for den sags skyld… Jeg bruger bare det jeg har lettest ved at tale med… ↩