Обнаружение взрывчатых веществ

Обнаружение взрывчатых веществ — это процесс неразрушающего контроля , позволяющий определить, содержит ли контейнер взрывчатый материал . Обнаружение взрывчатых веществ обычно используется в аэропортах , портах и при пограничном контроле .

Инструменты обнаружения

Колориметрия и автоматизированная колориметрия

Использование наборов колориметрических тестов для обнаружения взрывчатых веществ является одним из наиболее распространенных, простых и наиболее широко используемых методов обнаружения взрывчатых веществ. Колориметрическое обнаружение взрывчатых веществ предполагает нанесение химического реагента на неизвестный материал или образец и наблюдение за цветной реакцией. Общие цветовые реакции известны и указывают пользователю на наличие взрывчатого материала и, во многих случаях, на группу взрывчатых веществ, из которой получен этот материал. Основными группами взрывчатых веществ являются нитроароматические взрывчатые вещества , нитратные эфиры и нитраминовые взрывчатые вещества, а также неорганические взрывчатые вещества на основе нитратов. Другие группы включают хлораты и пероксиды , которые не являются взрывчатыми веществами на основе нитро. Поскольку взрывчатые вещества обычно содержат азот, их обнаружение часто основано на обнаружении азотистых соединений. В результате традиционные колориметрические тесты имеют недостаток: некоторые взрывчатые соединения (например, перекись ацетона ) не содержат азота, и поэтому их труднее обнаружить. ^[1]

Собаки

Специально обученных собак можно использовать для обнаружения взрывчатых веществ с помощью носа, который очень чувствителен к запахам. ^{[ сломанный якорь ]}. Хотя они очень эффективны, их полезность снижается по мере того, как собака устает или ей становится скучно.

Специально обученные дрессировщики обучают этих собак распознавать запахи нескольких распространенных взрывчатых материалов и уведомлять своего дрессировщика, когда они обнаруживают один из этих запахов. Собаки сигнализируют о «попадании», выполняя действие, которое они обучены выполнять, — обычно пассивную реакцию, например, садиться и ждать.

Собака для обнаружения взрывчатых веществ была изобретена в столичном полицейском управлении в Вашингтоне, округ Колумбия, в 1970 году тогдашним тренером Чарльзом Р. Киршнером. ^[2]

Собаки для обнаружения взрывчатых веществ впервые были использованы в Алжире в 1959 году под командованием генерала Константина. ^[3]

Недавние исследования показывают, что масс-спектрометрического методы анализа паров , такие как вторичная ионизация электрораспылением (SESI-MS), могут способствовать обучению собак обнаружению взрывчатых веществ. ^[4]

Медоносные пчелы

Этот подход объединяет обученных медоносных пчел с передовым видеокомпьютерным программным обеспечением для наблюдения за стратегической реакцией пчелы. Обученные пчелы служат 2 дня, после чего их возвращают в улей. Эта проверенная система еще не коммерчески доступна. Биотехнологическая фирма Inscentinel утверждает, что пчелы более эффективны, чем собаки-ищейки. ^[5]

Механическое обнаружение запаха

Для обнаружения следов различных взрывчатых материалов было разработано несколько типов машин. Наиболее распространенной технологией для этого применения, как видно из аэропортов США, является спектрометрия ионной подвижности (IMS). Этот метод аналогичен масс-спектрометрии (МС), где молекулы ионизируются, а затем перемещаются в электрическом поле в вакууме, за исключением того, что ММС работает при атмосферном давлении. Время, которое требуется иону в IMS для перемещения на определенное расстояние в электрическом поле, указывает на соотношение размера и заряда этого иона: ионы с большим поперечным сечением будут сталкиваться с большим количеством газа при атмосферном давлении и будут , следовательно, будьте медленнее.

Газовая хроматография (ГХ) часто сочетается с описанными выше методами обнаружения, чтобы разделить молекулы перед обнаружением. Это не только повышает производительность детектора, но и добавляет еще одно измерение данных, поскольку время, необходимое молекуле для прохождения через ГХ, может использоваться в качестве индикатора ее идентичности. К сожалению, для GC обычно требуется баллонный газ, что создает логистические проблемы, поскольку баллоны необходимо пополнять. Колонки ГХ, работающие в полевых условиях, склонны к разложению под воздействием атмосферных газов и окислению, а также к вытеканию неподвижной фазы . Колонки также должны быть очень быстрыми, поскольку многие приложения требуют, чтобы полный анализ выполнялся менее чем за минуту. ^{[ нужна ссылка ]}

Спектрометрия

Технологии, основанные на спектрометре подвижности ионов (IMS), включают спектрометрию подвижности ионных ловушек (ITMS) и спектрометрию дифференциальной 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 вездесущая IMS. Предпринимается несколько попыток миниатюризировать, повысить прочность и сделать MS доступным для полевых приложений; например, аэрозольный полимер, который флуоресцирует синим цветом под УФ-излучением, но бесцветен при реакции с группами азота. ^[6]

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. Существует патент на портативный детектор взрывчатых веществ, использующий этот метод. ^[7]

Масс-спектрометрия рассматривается как наиболее актуальный новый метод спектрометрии. ^[8]

Рентгеновские аппараты

Специально разработанные рентгеновские аппараты, использующие компьютерную аксиальную томографию, могут обнаруживать взрывчатые вещества, оценивая плотность предметов. Эти системы оснащены специальным программным обеспечением, содержащим библиотеку угроз взрывчатых веществ и кодирование ложными цветами, чтобы помочь операторам в их специализированном устранении угроз. протоколы. ^[9] Рентгеновское обнаружение также используется для обнаружения сопутствующих компонентов, таких как детонаторы , но этому можно помешать, если такие устройства спрятаны внутри другого электронного оборудования. ^[10]

Недавно были разработаны алгоритмы машинного обучения , которые могут автоматически обнаруживать угрозы при рентгеновском сканировании. ^[11]^[12]^[13]

Нейтронная активация

Специально разработанные машины бомбардируют подозрительное взрывчатое вещество нейтронами и считывают полученные сигнатуры распада гамма-излучения, чтобы определить химический состав образца. Самые ранние разработанные формы нейтронно-активационного анализа используют нейтроны низкой энергии для определения соотношения азота, хлора и водорода в рассматриваемых химических соединениях и являются эффективным средством идентификации большинства обычных взрывчатых веществ. К сожалению, гораздо меньшие сечения тепловых нейтронов углерода и кислорода ограничивают способность этого метода идентифицировать их содержание в неизвестных видах, и отчасти по этой причине террористические организации отдают предпочтение взрывчатым веществам без азота, таким как TATP , при создании СВУ . Модификации экспериментального протокола могут облегчить идентификацию соединений на основе углерода и кислорода (например, использование неупругого рассеяния быстрыми нейтронами для получения обнаруживаемых гамма-лучей в отличие от простого поглощения, происходящего при тепловые нейтроны ), но эти модификации требуют непомерно более сложного и дорогого оборудования, что препятствует их широкому внедрению. ^[14]

Кремниевые нанопроволоки для обнаружения следов взрывчатых веществ

Было продемонстрировано, что кремниевая нанопроволока, выполненная в виде полевых транзисторов, обнаруживает взрывчатые вещества, включая тротил , тэн и гексоген, с чувствительностью, превосходящей собачью. ^[15]^[16] Обнаружение в этом методе осуществляется путем пропускания жидкости или пара, содержащего целевое взрывчатое вещество, над поверхностью чипа, содержащего от десятков до сотен чувствительных элементов из кремниевых нанопроволок. Молекулы взрывчатого материала взаимодействуют с поверхностью нанопроволоки и вызывают измеримые изменения электрических свойств нанопроволоки.

Средства обнаружения

Метку обнаружения можно добавить при изготовлении взрывчатых веществ, чтобы облегчить обнаружение. Монреальская конвенция 1991 года представляет собой международное соглашение, требующее от производителей взрывчатых веществ делать это. ^[17] Примером может служить Semtex , который теперь создается с добавлением DMDNB в качестве тега обнаружения. ^[18] DMDNB является распространенным возбудителем, поскольку собаки чувствительны к нему. В Великобритании соответствующим законодательством являются Правила маркировки пластиковых взрывчатых веществ для их обнаружения 1996 года. ^[19]

Поддельные устройства обнаружения

Министерство юстиции США предупредило в публикации Национального института юстиции «Руководство по выбору коммерческих систем обнаружения взрывчатых веществ для правоохранительных органов (NIJ Guide 100-99)» о продолжающейся тенденции продажи «поддельного» оборудования для обнаружения взрывчатых веществ. ничего не подозревающим потребителям. В отчете упоминается по названию Quadro Tracker , кажущаяся биолокационная удочка со свободно вращающейся штангой радиоантенны без каких-либо функционирующих внутренних компонентов. 8–9 августа 2005 г. Технический отдел ВМС по обезвреживанию взрывоопасных предметов при поддержке Целевой группы по борьбе с терроризмом США провел испытания SNIFFEX и пришел к выводу, что «ручной детектор SNIFFEX не работает». ^[20]

…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 обнаружить, используя различные методы биолокации. Лозоходцы утверждают, что биолокационное устройство будет реагировать на любые заглубленные аномалии, и необходимы годы практики, чтобы использовать устройство избирательно (способность заставить устройство реагировать только на те материалы, которые ищут). Современные лозоходцы разрабатывают различные новые методы, позволяющие повысить распознаваемость своих устройств. Эти новые методы включают молекулярную частотную дискриминацию (MFD) и гармоническую индукционную дискриминацию (HID). MFD принял форму всего: от помещения ксерокопии полароидной фотографии желаемого материала в ручку устройства до использования лозоискационных стержней в сочетании с электроникой, генерирующей частоту (функциональными генераторами). Ни одна из этих попыток создать устройства, способные обнаруживать конкретные материалы, такие как взрывчатые вещества (или любые другие материалы в этом отношении), не оказалась успешной в контролируемых двойных слепых научных испытаниях. Фактически, все испытания этих изобретений показали, что эти устройства работают не лучше, чем случайная случайность… ^[21]

Ряд поддельных устройств обнаружения в виде лозоходных стержней широко использовался в Ираке и Таиланде , в частности, ADE 651 и GT200 , где, как сообщается, они не смогли обнаружить бомбы, в результате которых погибли сотни людей и были ранены тысячи людей. ^[22]^[23]^[24] Дополнительные названия поддельных детекторов типа лозоискательного стержня включают ADE101, ADE650, Alpha 6 , XK9, SNIFFEX, HEDD1, AL-6D, H3TEC, PK9.

См. также

Ссылки

^ Маршалл, Морис; Оксли, Джимми (2009). Аспекты обнаружения взрывчатых веществ (1-е изд.). Амстердам: Эльзевир . дои : 10.1016/B978-0-12-374533-0.X0001-3 . ISBN 978-0-08-092314-7 . OCLC 316212529 .
^ Ньюлон, Кларк (1974). Полицейские собаки в действии . Нью-Йорк: Додда, Мида и Ко. ISBN 9780396069126 . OCLC 881180 .
^ Гранжан, Доминик; Моке, Натали; Павловец, Сандрин; Туртебатт, Анн-Карен; Джон, Борис; Бакке, Элен (2000), Практическое руководство для спортивных и рабочих собак , Royal Canin , стр. 4, ISBN 2-914193-02-5 , OCLC 1052842687 , получено 20 сентября 2022 г.
^ Онг, Та-Сюань; Мендум, Тед; Гертсен, Джефф; Келли, Джуд; Остринская Алла; Кунц, Родерик (9 июня 2017 г.). «Использование масс-спектрометрического анализа паров для повышения эффективности обнаружения взрывчатых веществ собаками». Аналитическая химия . 89 (12): 6482–6490. дои : 10.1021/acs.analchem.7b00451 . ISSN 0003-2700 . ПМИД 28598144 .
^ «Горячие выборы: технологические стартапы Великобритании» . Новости Би-би-си . 05 сентября 2007 г. Архивировано из оригинала 13 июля 2012 г. Проверено 6 марта 2008 г.
^ Баррас, Колин (3 июня 2008 г.). «Светящиеся брызги позволяют оперативникам CSI «пылить» взрывчатку» . Новый учёный . Архивировано из оригинала 20 сентября 2022 года.
^ Маллинз, Джастин (28 мая 2008 г.). «Портативный детектор взрывчатых веществ» . Новые блоги ученых . Архивировано из оригинала 11 сентября 2008 года.
^ Возможности улучшения проверки пассажиров в аэропорту с помощью масс-спектрометрии , National Academies Press , 2004, doi : 10.17226/10996 , ISBN 978-0-309-09240-1 .
^ Уэллс, К.; Брэдли, окружной прокурор (2012). «Обзор методов обнаружения рентгеновских взрывчатых веществ в зарегистрированном багаже» . Прикладное излучение и изотопы . 70 (8): 1729–1746. дои : 10.1016/j.apradiso.2012.01.011 . ISSN 0969-8043 . ПМИД 22608981 .
^ Найт, Уилл (10 августа 2006 г.). «Анализ: Технологии обнаружения взрывчатых веществ» . «Новый учёный» Служба новостей . Архивировано из оригинала 20 сентября 2022 года.
^ Хейтц, Джереми; Чечик, Галь (2010). «Разделение объектов в наборах рентгеновских изображений». Конференция IEEE Computer Society 2010 по компьютерному зрению и распознаванию образов . ИИЭЭ . стр. 2093–2100. дои : 10.1109/cvpr.2010.5539887 . ISBN 978-1-4244-6984-0 . S2CID 2643208 .
^ Мери, Доминго (2015), «Моделирование в рентгеновских испытаниях», Компьютерное зрение для рентгеновских испытаний , Чам: Springer International Publishing , стр. 241–266, doi : 10.1007/978-3-319-20747-6_7 , ISBN 978-3-319-20746-9 , S2CID 60787163
^ Акчай, Самет; Брекон, Тоби П. (2017). «Оценка региональных стратегий обнаружения объектов на рентгеновских изображениях безопасности багажа». Международная конференция IEEE по обработке изображений (ICIP) , 2017 г. ИИЭЭ . стр. 1337–1341. дои : 10.1109/icip.2017.8296499 . ISBN 978-1-5090-2175-8 . S2CID 3451234 .
^ Уэтстоун, ЗД; Кирфотт, К.Дж. (2014). «Обзор обнаружения обычных взрывчатых веществ с использованием активного нейтронного опроса» . Журнал радиоаналитической и ядерной химии . 301 (3): 629–39. дои : 10.1007/s10967-014-3260-5 . S2CID 93318773 .
^ Прачи, Патель. «Сверхчувствительный детектор взрывчатых веществ» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Архивировано из оригинала 11 августа 2012 года.
^ Энгель, Йони; Элнатан, Р.; Певзнер А.; Давиди, Г.; Флаксер, Э.; Патольский, Ф. (10 сентября 2010 г.). «Сверхчувствительное обнаружение взрывчатых веществ с помощью матриц кремниевых нанопроволок» . Angewandte Chemie, международное издание . 49 (38): 6830–35. дои : 10.1002/anie.201000847 . ПМИД 20715224 .
^ «XX» (PDF) , Конвенция о маркировке пластических взрывчатых веществ , 1991 г., заархивировано из оригинала (PDF) 16 июля 2011 г.
^ «Семтекс» . Эксплозия . Архивировано из оригинала 5 августа 2009 г. Проверено 22 мая 2009 г.
^ Правила маркировки пластических взрывчатых веществ по обнаружению , 1996 г., № 890, архивировано с оригинала 19 сентября 2014 г.
^ Отдел технологий обезвреживания боеприпасов военно-морского флота (сентябрь 2005 г.), Отчет об испытаниях: возможности обнаружения портативного детектора взрывчатых веществ Sniffex (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 14 августа 2022 г.
^ Программы Управления юстиции Министерства юстиции США (сентябрь 1999 г.). «Руководство по выбору коммерческих систем обнаружения взрывчатых веществ для правоохранительных органов: Руководство NIJ 100-99» (PDF) . Архивировано из оригинала 20 марта 2022 года.
^ Рэдфорд, Бен (2017). «Наследие фальшивых детекторов бомб в Ираке» . Скептический исследователь . Том. 41, нет. 1. Комитет по скептическим расследованиям . п. 7. Архивировано из оригинала 25 февраля 2022 года.
^ Эванс, Доминик; Хамид, Саиф (26 июля 2016 г.). «От Бейрута до Багдада «бесполезные» детекторы бомб защищают от катастрофы» . Рейтер . Архивировано из оригинала 7 ноября 2021 года.
^ «Всемирная афера с фальшивыми детекторами бомб – сборник сведений о коррупции в торговле оружием» . Всемирный фонд мира . Школа права и дипломатии Флетчера при Университете Тафтса . 5 мая 2017 г. Архивировано из оригинала 28 мая 2022 г.

Внешние ссылки

СМИ, связанные с обнаружением взрывчатых веществ, на Викискладе?

[1] Маршалл, Морис; Оксли, Джимми (2009). Аспекты обнаружения взрывчатых веществ (1-е изд.). Амстердам: Эльзевир . дои : 10.1016/B978-0-12-374533-0.X0001-3 . ISBN 978-0-08-092314-7 . OCLC 316212529 .

[2] Ньюлон, Кларк (1974). Полицейские собаки в действии . Нью-Йорк: Додда, Мида и Ко. ISBN 9780396069126 . OCLC 881180 .

[3] Гранжан, Доминик; Моке, Натали; Павловец, Сандрин; Туртебатт, Анн-Карен; Джон, Борис; Бакке, Элен (2000), Практическое руководство для спортивных и рабочих собак , Royal Canin , стр. 4, ISBN 2-914193-02-5 , OCLC 1052842687 , получено 20 сентября 2022 г.

[4] Онг, Та-Сюань; Мендум, Тед; Гертсен, Джефф; Келли, Джуд; Остринская Алла; Кунц, Родерик (9 июня 2017 г.). «Использование масс-спектрометрического анализа паров для повышения эффективности обнаружения взрывчатых веществ собаками». Аналитическая химия . 89 (12): 6482–6490. дои : 10.1021/acs.analchem.7b00451 . ISSN 0003-2700 . ПМИД 28598144 .

[5] «Горячие выборы: технологические стартапы Великобритании» . Новости Би-би-си . 05 сентября 2007 г. Архивировано из оригинала 13 июля 2012 г. Проверено 6 марта 2008 г.

[6] Баррас, Колин (3 июня 2008 г.). «Светящиеся брызги позволяют оперативникам CSI «пылить» взрывчатку» . Новый учёный . Архивировано из оригинала 20 сентября 2022 года.

[7] Маллинз, Джастин (28 мая 2008 г.). «Портативный детектор взрывчатых веществ» . Новые блоги ученых . Архивировано из оригинала 11 сентября 2008 года.

[8] Возможности улучшения проверки пассажиров в аэропорту с помощью масс-спектрометрии , National Academies Press , 2004, doi : 10.17226/10996 , ISBN 978-0-309-09240-1 .

[9] Уэллс, К.; Брэдли, окружной прокурор (2012). «Обзор методов обнаружения рентгеновских взрывчатых веществ в зарегистрированном багаже» . Прикладное излучение и изотопы . 70 (8): 1729–1746. дои : 10.1016/j.apradiso.2012.01.011 . ISSN 0969-8043 . ПМИД 22608981 .

[10] Найт, Уилл (10 августа 2006 г.). «Анализ: Технологии обнаружения взрывчатых веществ» . «Новый учёный» Служба новостей . Архивировано из оригинала 20 сентября 2022 года.

[11] Хейтц, Джереми; Чечик, Галь (2010). «Разделение объектов в наборах рентгеновских изображений». Конференция IEEE Computer Society 2010 по компьютерному зрению и распознаванию образов . ИИЭЭ . стр. 2093–2100. дои : 10.1109/cvpr.2010.5539887 . ISBN 978-1-4244-6984-0 . S2CID 2643208 .

[12] Мери, Доминго (2015), «Моделирование в рентгеновских испытаниях», Компьютерное зрение для рентгеновских испытаний , Чам: Springer International Publishing , стр. 241–266, doi : 10.1007/978-3-319-20747-6_7 , ISBN 978-3-319-20746-9 , S2CID 60787163

[13] Акчай, Самет; Брекон, Тоби П. (2017). «Оценка региональных стратегий обнаружения объектов на рентгеновских изображениях безопасности багажа». Международная конференция IEEE по обработке изображений (ICIP) , 2017 г. ИИЭЭ . стр. 1337–1341. дои : 10.1109/icip.2017.8296499 . ISBN 978-1-5090-2175-8 . S2CID 3451234 .

[14] Уэтстоун, ЗД; Кирфотт, К.Дж. (2014). «Обзор обнаружения обычных взрывчатых веществ с использованием активного нейтронного опроса» . Журнал радиоаналитической и ядерной химии . 301 (3): 629–39. дои : 10.1007/s10967-014-3260-5 . S2CID 93318773 .

[15] Прачи, Патель. «Сверхчувствительный детектор взрывчатых веществ» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Архивировано из оригинала 11 августа 2012 года.

[16] Энгель, Йони; Элнатан, Р.; Певзнер А.; Давиди, Г.; Флаксер, Э.; Патольский, Ф. (10 сентября 2010 г.). «Сверхчувствительное обнаружение взрывчатых веществ с помощью матриц кремниевых нанопроволок» . Angewandte Chemie, международное издание . 49 (38): 6830–35. дои : 10.1002/anie.201000847 . ПМИД 20715224 .

[17] «XX» (PDF) , Конвенция о маркировке пластических взрывчатых веществ , 1991 г., заархивировано из оригинала (PDF) 16 июля 2011 г.

[18] «Семтекс» . Эксплозия . Архивировано из оригинала 5 августа 2009 г. Проверено 22 мая 2009 г.

[19] Правила маркировки пластических взрывчатых веществ по обнаружению , 1996 г., № 890, архивировано с оригинала 19 сентября 2014 г.

[20] Отдел технологий обезвреживания боеприпасов военно-морского флота (сентябрь 2005 г.), Отчет об испытаниях: возможности обнаружения портативного детектора взрывчатых веществ Sniffex (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 14 августа 2022 г.

[21] Программы Управления юстиции Министерства юстиции США (сентябрь 1999 г.). «Руководство по выбору коммерческих систем обнаружения взрывчатых веществ для правоохранительных органов: Руководство NIJ 100-99» (PDF) . Архивировано из оригинала 20 марта 2022 года.

[Radford_2017-22] Рэдфорд, Бен (2017). «Наследие фальшивых детекторов бомб в Ираке» . Скептический исследователь . Том. 41, нет. 1. Комитет по скептическим расследованиям . п. 7. Архивировано из оригинала 25 февраля 2022 года.

[23] Эванс, Доминик; Хамид, Саиф (26 июля 2016 г.). «От Бейрута до Багдада «бесполезные» детекторы бомб защищают от катастрофы» . Рейтер . Архивировано из оригинала 7 ноября 2021 года.

[24] «Всемирная афера с фальшивыми детекторами бомб – сборник сведений о коррупции в торговле оружием» . Всемирный фонд мира . Школа права и дипломатии Флетчера при Университете Тафтса . 5 мая 2017 г. Архивировано из оригинала 28 мая 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]