Обнаружение взрывчатых веществ - Explosive detection

Сотрудник таможни и пограничной службы США с собакой, обнаруживающей взрывчатые вещества.

Обнаружение взрывчатых веществ - это процесс неразрушающего контроля, позволяющий определить, содержит ли контейнер взрывчатый материал . Обнаружение взрывчатых веществ обычно используется в аэропортах , портах и для пограничного контроля .

Инструменты обнаружения

Колориметрия и автоматическая колориметрия

Использование колориметрических тестовых наборов для обнаружения взрывчатых веществ является одним из наиболее устоявшихся, простейших и наиболее широко используемых методов обнаружения взрывчатых веществ. Колориметрическое обнаружение взрывчатых веществ включает нанесение химического реагента на неизвестный материал или образец и наблюдение за цветовой реакцией. Обычные цветовые реакции известны и указывают пользователю, присутствует ли взрывчатый материал и во многих случаях группа взрывчатого вещества, из которого этот материал получен. Основными группами взрывчатых веществ являются нитроароматические взрывчатые вещества, взрывчатые вещества на основе сложного эфира нитрата и нитрамина, а также взрывчатые вещества на основе неорганических нитратов. Другие группы включают хлораты и пероксиды, которые не являются взрывчатыми веществами на нитрооснове. Поскольку взрывчатые вещества обычно содержат азот, обнаружение в основном состоит из азотистых соединений. Традиционные колориметрические тесты имеют недостаток: некоторые взрывчатые вещества (например, перекись ацетона) не содержат азота, и поэтому их труднее обнаружить.

Собаки

Специально обученных собак можно использовать для обнаружения взрывчатых веществ с помощью их носа, который очень чувствителен к запахам . Хотя они очень эффективны, их полезность снижается, когда собака устает или скучает.

Этих собак обучили специально обученные дрессировщики определять запахи нескольких распространенных взрывчатых веществ и уведомлять своего дрессировщика, когда они обнаруживают один из этих запахов. Собаки указывают на «попадание», предпринимая действия, которые их обучили обеспечивать - как правило, пассивную реакцию, такую как сидение и ожидание.

Собака для обнаружения взрывчатых веществ была создана в 1970 году в Департаменте столичной полиции Вашингтона, округ Колумбия, тогдашним тренером Чарльзом Р. Киршнером.

Собака для обнаружения взрывчатых веществ была впервые использована в Алжире в 1959 году под командованием генерала Константина.

Недавние исследования показывают, что масс-спектрометрический анализ паров, такой как вторичная ионизация электрораспылением (SESI-MS), может способствовать обучению собак обнаружению взрывчатых веществ.

Медоносные пчелы

Этот подход объединяет обученных медоносных пчел с передовым компьютерным программным обеспечением для видеонаблюдения, чтобы отслеживать стратегическую реакцию пчелы. Дрессированные пчелы служат 2 дня, после чего их возвращают в улей. Эта проверенная система еще не поступила в продажу. Биотехнологическая фирма Inscentinel утверждает, что пчелы более эффективны, чем собаки-ищейки.

Механическое обнаружение запаха

Было разработано несколько типов машин для обнаружения следов для различных взрывчатых материалов. Наиболее распространенной технологией для этого приложения, применяемой в аэропортах США, является спектрометрия ионной подвижности (IMS). Этот метод похож на масс-спектрометрию (МС), где молекулы ионизируются, а затем перемещаются в электрическом поле в вакууме, за исключением того, что IMS работает при атмосферном давлении. Время, которое требуется иону в IMS, чтобы переместиться на заданное расстояние в электрическом поле, указывает на отношение размера иона этого иона к заряду: ионы с большим поперечным сечением будут сталкиваться с большим количеством газа при атмосферном давлении и будут поэтому будьте медленнее.

Газовая хроматография (ГХ) часто сочетается с методами обнаружения, описанными выше, чтобы разделить молекулы перед обнаружением. Это не только улучшает характеристики детектора, но и добавляет еще одно измерение данных, поскольку время, необходимое для прохождения молекулы через ГХ, может использоваться в качестве индикатора ее идентичности. К сожалению, для ГХ обычно требуется баллонный газ, что создает проблемы с расходными материалами и простоту использования системы. Колонки для ГХ, работающие в полевых условиях, склонны к разложению из-за атмосферных газов и окисления, а также к утечке стационарной фазы. Столбцы также должны быть очень быстрыми, поскольку многие приложения требуют, чтобы полный анализ был завершен менее чем за минуту.

Спектрометрия

Технологии, основанные на спектрометре ионной подвижности (IMS), включают спектрометрию подвижности с ионной ловушкой (ITMS) и дифференциальную спектрометрию подвижности (DMS). Усиливающие флуоресцентные полимеры (AFP) используют молекулярное распознавание, чтобы «выключить» или погасить флуоресценцию полимера. Хемилюминесценция часто использовалась в 1990-х годах, но менее распространена, чем широко распространенная IMS. Делается несколько попыток миниатюризировать, упрочнить и сделать МС доступным для полевых приложений; например, аэрозольный полимер, который флуоресцирует синим под УФ-излучением, но бесцветен, когда вступает в реакцию с группами азота.

Один метод сравнивает измерения отраженного ультрафиолетового , инфракрасного и видимого света на нескольких участках подозрительного материала. Это имеет преимущество перед обонятельными методами в том, что не нужно готовить образец. Имеется патент на портативный детектор взрывчатых веществ, использующий этот метод.

Масс-спектрометрия считается наиболее актуальным новым методом спектрометрии. Некоторые производители имеют продукты, которые находятся в стадии разработки как в США, так и в Европе и Израиле, включая Laser-Detect в Израиле, FLIR Systems и Syagen в США и SEDET в Европе.

Рентгеновские аппараты

Специально разработанные рентгеновские аппараты могут обнаруживать взрывчатые вещества, глядя на плотность исследуемых предметов. Они используют системы на основе компьютерной аксиальной томографии , дополненные специальным программным обеспечением, содержащим библиотеку угроз взрывчатых веществ и кодирование ложными цветами, чтобы помочь операторам с их специальными протоколами устранения угроз. Обнаружение рентгеновских лучей также используется для обнаружения связанных компонентов, таких как детонаторы , но это можно предотвратить, если такие устройства спрятаны внутри другого электронного оборудования.

Недавно были разработаны алгоритмы машинного обучения , которые могут автоматически обнаруживать угрозу при рентгеновском сканировании.

Активация нейтронов

Специально разработанные машины бомбардируют подозрительные взрывчатые вещества нейтронами и считывают сигнатуры распада гамма-излучения для определения химического состава образца. Самые ранние разработанные формы нейтронно-активационного анализа используют нейтроны низкой энергии для определения соотношений азота, хлора и водорода в рассматриваемых химических веществах и являются эффективным средством идентификации большинства обычных взрывчатых веществ. К сожалению, гораздо меньшие поперечные сечения термальных нейтронов углерода и кислорода ограничивают способность этого метода определять их численность среди неизвестных видов, и отчасти по этой причине террористические организации во всем мире предпочитают использовать азот без взрывчатых веществ, таких как ТАТФ, в конструкции. СВУ. Модификации экспериментального протокола могут позволить упростить идентификацию углеродных и кислородных частиц (например, использование неупругого рассеяния на быстрых нейтронах для получения обнаруживаемых гамма-лучей, в отличие от простого поглощения, происходящего с тепловыми нейтронами), но эти модификации требуют оборудования это непомерно сложнее и дороже, что препятствует их широкому внедрению.

Кремниевые нанопроволоки для обнаружения следов взрывчатых веществ

Кремниевая нанопроволока, сконфигурированная как полевые транзисторы, продемонстрировала способность обнаруживать взрывчатые вещества, включая тротил, тэн и гексоген, с большей чувствительностью, чем у собак. Обнаружение в этом методе осуществляется путем пропускания жидкости или пара, содержащих целевое взрывчатое вещество, по поверхности чипа, содержащего от десятков до сотен чувствительных элементов на основе кремниевых нанопроволок. Молекулы взрывчатого материала взаимодействуют с поверхностью нанопроволоки и в результате вызывают заметное изменение электрических свойств нанопроволоки.

Средства обнаружения

При изготовлении взрывчатки можно добавить метку обнаружения, чтобы облегчить обнаружение. Монреальская конвенция 1991 г. - это международное соглашение, требующее от производителей взрывчатых веществ делать это. Примером может служить Semtex , который теперь сделан с добавлением DMDNB в качестве тега обнаружения. DMDNB - это распространенный теггант, поскольку собаки к нему чувствительны. В Великобритании соответствующим законодательством являются Положения о маркировке пластических взрывчатых веществ для обнаружения 1996 года.

Поддельные устройства

Министерство юстиции США предупредило в публикации Национального института юстиции «Руководство по выбору коммерческих систем обнаружения взрывчатых веществ для применения в правоохранительных органах (NIJ Guide 100-99)» о продолжающейся тенденции к продаже оборудования для обнаружения подделок. ничего не подозревающим потребителям. В отчете по названию упоминается Quadro Tracker , очевидная биолокационная удочка со свободно поворачивающейся штангой радиоантенны без функционирующих внутренних компонентов. 8–9 августа 2005 г. Технический отдел по обезвреживанию боеприпасов ВМС через Целевую группу США по технологиям борьбы с терроризмом провел испытания SNIFFEX и пришел к выводу, что «портативный детектор SNIFFEX не работает».

… Во всем мире существует довольно большое сообщество людей, которые верят в биолокацию : древнюю практику использования раздвоенных палок, качающихся стержней и маятников для поиска подземных вод и других материалов. Эти люди считают, что многие типы материалов можно найти с помощью различных методов биолокации. Операторы утверждают, что биолокационное устройство будет реагировать на любые скрытые аномалии, и требуются годы практики, чтобы использовать устройство с распознаванием (способность заставлять устройство реагировать только на те материалы, которые ищутся). Современные лозоискатели разрабатывают различные новые методы для добавления различения к своим устройствам. Эти новые методы включают в себя молекулярную частотную дискриминацию (MFD) и дискриминацию по гармонической индукции (HID). MFD принял форму всего: от размещения ксерокопии Polaroid-фотографии желаемого материала в ручке устройства до использования стержней для биолокации в сочетании с электроникой генерации частоты (генераторы функций). Ни одна из этих попыток создать устройства, которые могут обнаруживать определенные материалы, такие как взрывчатые вещества (или любые материалы в этом отношении), не оказалась успешной в контролируемых двойных слепых научных тестах. Фактически, все испытания этих изобретений показали, что эти устройства работают не лучше, чем случайный случай ...

В Ираке и Таиланде широко используется ряд поддельных устройств обнаружения лозоходства , в частности ADE 651 и GT200 , где, как сообщается, они не смогли обнаружить бомбы, в результате которых сотни людей погибли и тысячи получили ранения. Дополнительные названия фальшивых детекторов стержневого лозоходства включают ADE101, ADE650, Alpha 6 , XK9, SNIFFEX, HEDD1, AL-6D, H3TEC, PK9.

Languages

In other projects