Virtual Reality Technologies for Nuclear Safeguards and Security 

Year
2010
Author(s)
Pascal Daures - European Commission – DG Joint Research Centre
P. Peerani - European Commission
João G.M. Gonçalves - European Commission - Joint Research Centre
Vitor Sequeira - European Commission - Joint Research Centre
Emilio Ruiz Morales - European Commission, Joint Research Centre
Abstract
The  main  objective  of  Virtual  Reality  –  VR  –  is  creating  a  computer-based  experience  normally  by  means  of  realistically  simulated  environments  and  associated  interactions.  A  realistic,  three- dimensional,  interactive,  real-time  computer  graphics  model  is  key  to  'cheating'  someone's  sensory  perception  system  and  make  an  individual  feel  inside,  i.e.,  immersed,  into  the  environment  being  simulated.  Some  simulators  go  beyond  the  visual  experience  and  include  other  sensory  information  devices.  Special  devices  provide  the  interaction  between  the  individual  and  the  environment.  This  interaction  is  normally  tuned  for  specific  application  areas  or  fields  of  work.  For  some  years  the  European  Commission's  Joint  Research  Centre  has  done  R&D  work  on  the  application  of  VR  based  techniques to Nuclear Safeguards and Security. The purpose of this paper is to describe two VR based  demonstrators.  The  first  demonstrator  aims  at  easing  the  design  and  planning  for  the  installation  of  containment  and  surveillance  devices  at  a  nuclear  site  under  Safeguards.  In  practice,  this  means  choosing  the  appropriate  equipment  (e.g.,  surveillance  cameras  and  optics)  and  accessories  as  well  as  selecting  a  suitable  location  in  the  real  environment  under  surveillance.  The  Safeguards  inspector  can  iteratively  and  interactively  assess  the  vulnerability  of  the  designed  surveillance  system  by  dynamically  simulating  different  scenarios  with  moving  items  and  characters,  by  changing  sensor  parameters  and,  if  necessary,  by  introducing  redundancy  in  the  equipment.  As  a  consequence,  the  nuclear inspector can increase her/his confidence in the design, both in terms of robustness  and cost- effectiveness.  S/he  can  further  make  a  detailed  preparation  of  the  on-site  installation,  improving  therefore  the  efficiency  and  reducing  costs.  The  second  demonstrator  illustrates  the  use  of  VR  technologies  for  a  border  security  application,  namely  the  training  of  customs  officers  when  inspecting  cargo  trucks.  Customs  officers  are  key  to  the  timely  detection  of  illegal  materials  and  sources  during  transportation  and  border  crossing.  The  demonstrator  follows  typical  customs  procedures  workflow,  the  aim  being  to  let  the  officer  getting  acquainted  with  the  use  of  radiation  detection  equipment  within  the  context  of  his/her  overall  border  security  task.  The  demonstrator  includes  a  radiation  detector  portal  and  comprises  the  operation  by  the  customs  officer  of  radiation  detection  equipment.  Finally,  in  a  more  general  perspective,  the  paper  discusses  the  different  ways  that  virtual-reality  based  tools  can  be  used  in  radiation  detection  training,  while  minimising  the  use  of radioactive sources.