En un tanque de agua pura, las partículas que viajan más rápido que la luz en ese medio dejan destellos azulados, como un avión que rompe la barrera del sonido genera un trueno. Con esos destellos se puede saber qué visitante ha pasado: un cuanto gamma o un neutrón. La tarea no es trivial: en fronteras y almacenes hay que distinguir rápidamente una carga radiactiva inofensiva de un material apto para armas.
Primero funciona un umbral físico simple. Los rayos gamma de cobalto-60 y cesio-137 dan energías por debajo de 2,62 MeV, mientras que los neutrones de una fuente de americio-berilio las superan. Todo lo que esté por debajo del umbral es una fuente gamma pura, y no hay que complicar nada. Pero, ¿qué hacer si la energía supera el umbral y la fuente no es neutrónica? Aquí entra la segunda etapa.
Tres algoritmos — Bagging, CatBoost y un perceptrón multicapa — observan la forma del destello en el tiempo. El neutrón produce un destello más "extendido", el gamma uno nítido. Los modelos votan y la respuesta conjunta es precisa en el 81,6% de los casos, con un área bajo la curva ROC de 0,921. Este equipo es más fiable que un solo método.
El agua es un material barato y seguro, y el algoritmo es explicable: primero la física, luego el aprendizaje automático. Esto es importante para los inspectores, que deben confiar en el dispositivo. El enfoque híbrido se puede escalar a tanques más grandes y utilizar en puertos, aeropuertos e instalaciones nucleares.
El umbral de 2,62 MeV es la energía que un cuanto gamma del torio-232 transfiere a un electrón, mientras que un neutrón de una fuente de americio-berilio puede liberar en el agua varias veces más.