Охрана Калуга.

ЧОП ТРАЯН КАЛУГА

 
     Контакты : Информация о компании : Охрана объектов :  Пультовая охрана : Сопровождение грузов : Инкассация : Видеонаблюдение : Статьи
монтаж систем видеонаблюдения ООО ЧОП ТРАЯН  
 

Охрана Калуга. Видеонаблюдение в Калуге. Контроль доступа в Калуге.

 

Охрана объектов

Пультовая охрана

Сопровождение грузов

Инкассация

Системы видеонаблюдения

Контроль доступа

Охрана периметра

Досмотровое и антитерор-оборудование

Все для защиты информации

Прокладка локальных сетей

Детективное агентство

Заказать монтаж оборудования

Наши услуги

Прайс-лист
 
 


  Rambler's Top100  
  На доработке!!!  
  На доработке!!!  
   

      

 

Аппаратура для борьбы с терроризмом на основе эффекта ЯКР.

Белый Ю.И., Поцепня О.А., Семин Г.К., Семейкин Н.П.,
Шаршин Ю.А., Гарцев Н.А., Алексеев Н.П.

АППАРАТУРА ДЛЯ БОРЬБЫ С ТЕРРОРИЗМОМ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ЯКР
Метод ядерного квадрупольного резонанса
 

Явление ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) было открыто в 1950 г. Следует отметить, что к классической ядерной физике, связанной с синтезом элементов и ионизирующими излучениями, это явление отношения не имеет.

Сущность явления заключается в следующем. Ряд элементов таблицы Менделеева имеют несферическое распределение положительного заряда в ядре. Степень несферичности оценивается особым параметром, который называется квадрупольным моментом. Если вокруг такого ядра существует неоднородное локальное электрическое поле, созданное окружающими это ядро электрическими зарядами, то наблюдается явление ЯКР. При воздействии на вещество внешнего электромагнитного поля определенной частоты имеет место резонансное поглощение энергии. По окончании воздействия происходит излучение энергии на частоте ЯКР. Частота ЯКР зависит от формулы химического соединения, в которое входит квадрупольный элемент.

В число квадрупольных входят изотопы следующих элементов: "азот-14", "хлор-35", "хлор-37", "бор-10", "бор-11", "иод-127", "кислород-17", "натрий-23", "медь-63", "медь-65" и многие другие. Всего таких элементов около 50.

Следует подчеркнуть, что ЯКР возможен только при наличии двух факторов: квадрупольного момента у ядра и неоднородности окружающего его электрического поля (наличие градиента). Классический пример – поваренная соль. Оба элемента, входящие в состав молекулы, являются квадрупольными. Однако NaCl не обладает ЯКР, вследствие того, что ядра в кристаллической решетке расположены пространственно симметрично и электрическое поле вокруг каждого ядра однородно (градиент отсутствует).

Вещество может обладать не одной, а несколькими частотами ЯКР. Количество частот ЯКР и интенсивность сигнала зависит от количества ядер данного квадрупольного элемента в формуле химического соединения, их химической эквивалентности, соединения с атомами других элементов. Особенностью ЯКР является следующее: в настоящее время исследовано более 10000 химических соединений, и среди них нет ни одной пары веществ, ЯКР частоты которых совпадали бы. Поэтому частота ЯКР является как бы паспортом химического соединения (вещества).

Таким образом, возбудив вещество, содержащее в своем химическом составе квадрупольный элемент, радиоимпульсом определенной частоты и получив ответный ЯКР сигнал на данной частоте, можно однозначно говорить о наличии в исследуемом объекте именно данного вещества. То есть метод ЯКР является не только обнаруживающим, но и идентифицирующим.

Обнаруживаемое вещество может быть распределено по всему объему или находиться в механической смеси с другими веществами – это не влияет на принимаемый сигнал. Примеси других веществ влияют на ширину спектральной линии и могут незначительно смещать частоту ЯКР, однако, радикального влияния на характеристики обнаружения они не оказывают. Мало того, в некоторых случаях по характеру изменения линии ЯКР спектра можно определить производителя данного образца вещества.

Сигнал ЯКР, как правило достаточно мал, поэтому для накопления сигнала ЯКР и выделения его на фоне помех применяется ряд специальных методов, разработанных в рамках статистической радиотехники и радиолокации. Для накопления сигнала производится воздействие на исследуемый объект не одним радиоимпульсом, а специальной последовательностью радиоимпульсов. Сигнал ЯКР слабо зависит от мощности зондирующего сигнала, он прямо пропорционален числу резонирующих ядер, а следовательно, массе исследуемого образца.

Для обнаружения конкретного вещества нужно в первую очередь знать его ЯКР частоты. Частоты ЯКР различных химических соединений лежат в диапазоне от сотен килогерц до сотен мегагерц.

Однако, знание частоты ЯКР не является достаточным для обнаружения ЯКР сигнала данного вещества. Вещество, содержащее квадрупольный элемент, имеет так называемые параметры релаксации, которые нужно оценить, для того, что правильно построить последовательность зондирующих импульсов и организовать накопление сигнала. Значения параметров релаксации для каждого вещества свои. После того, как произведена их оценка, синтезируется оптимальная форма последовательности радиоимпульсов и оптимизируется процедура обнаружения данного вещества. Затем исследованное вещество вносится в базу данных обнаружителя вместе с отработанным для него режимом обнаружения.

Достоинства ЯКР обнаружителей взрывчатых веществ

Большинство взрывчатых веществ (ВВ) имеют в своем составе атомы "азот-14", по ЯКР сигналам которого производится обнаружение ВВ.

ЯКР метод обнаружения ВВ имеет следующие достоинства:

  • Высокая избирательность к конкретному типу ВВ, способность идентификации конкретного типа ВВ. Наличие других веществ в обследуемом объекте, а также механическая смесь ВВ с другими веществами не мешает обнаружению искомого ВВ, на которое настроен обнаружитель.
  • Характеристики обнаружения не зависят от геометрической формы ВВ.
  • Возможность обнаружения ВВ, которые не газят” (например, пластиты), а также образцов ВВ, которые герметично упакованы.
  • Метод ЯКР является неразрушающим методом обнаружения. Требуемая для работы напряженность переменного магнитного поля такова, что не происходит разрушения информации на магнитных носителях (компьютерные дискеты, кредитные карточки, магнитные ленты). Радиоустройства (приемники, плейеры) не выходят из строя.
  • Метод является прямым и не требует калибровки прибора и интерпретации результатов оператором.
  • Сравнительная простота аппаратуры, ее безопасность, возможность практической реализации как в стационарном (в том числе конвейерном), так и в переносном виде.
  • Возможность комплексирования ЯКР обнаружителя с приборами, построенными на основе других физических принципов, например, с рентгеновской досмотровой установкой, что повышает достоверность обнаружения.
  • Возможность оценки массы искомого ВВ.

Для совершения терактов часто применяются пластические ВВ (пластиты), которые изготавливаются на основе гексогена и ТЭНа, а также эластиты (на основе ТЭНа). Октоген встречается редко, еще реже тетрил.

С точки зрения обычных методов обнаружения ВВ (например, собаки, газоанализаторы) пластиты и эластиты ими практически не обнаруживаются. С помощью ЯКР метода эти ВВ обнаруживаются очень эффективно, поскольку гексоген и ТЭН дают достаточно сильный сигнал ЯКР.

При обнаружении ВВ на основе смесей ЯКР обнаружитель может вести обнаружение по любому из ВВ, входящему в смесь. Например, смеси типа ТГ и ТГА можно эффективно обнаруживать по наличию в них гексогена.

Метод обнаружения ВВ на основе ЯКР, как и любой другой метод, не является идеальным. В частности, если ВВ находится в металлическом или металлизированном корпусе, то оно не может быть обнаружено. Однако, ЯКР датчик при этом фиксирует наличие металла в контролируемом объекте, т.е. он одновременно выполняет функции металлоискателя. Для ряда задач, таких как, например, поиск мин, это свойство может быть использовано для обнаружения мин в металлических корпусах. То есть, ЯКР обнаружитель ВВ помимо основных функций одновременно может выполнять функции индукционного высокоселективного металлоискателя. Помимо этого для повышения эффективности работы ЯКР обнаружитель может быть использован в комплексе с приборами, построенными на основе других физических принципов, например, в комплексе с георадарими.

Состояние разработок ЯКР обнаружителей ВВ

Изучение ЯКР проводилось как в нашей стране, так и за рубежом. В СССР исследования ЯКР велись в Новосибирске, Казани, Перми, Москве, Калининграде (Кенигсберге). В период войны в Афганистане проводились первые исследования по возможности применения метода ЯКР для обнаружения мин в пластиковых корпусах.

Вопрос о применении ЯКР для обнаружения мин впервые был поднят в США во время войны во Вьетнаме, однако, уровень техники того времени не позволил реализовать подобный прибор.

В настоящее время работы в плане применения эффекта ЯКР для создания обнаружителей ВВ проводятся фирмами Naval Research Laboratory, Quantum Magnetics и Martin Marietta в США, Hitachi в Японии и British Technology Group Ltd в Англии.

Сейчас промышленные ЯКР обнаружители ВВ выпускаются только фирмой Quantum Magnetics (США). С сентября 1997 года Quantum Magnetics входит в состав фирмы InVision, разрабатывающей конвейерные рентгеновские (Х-ray) установки для проверки багажа.

Quantum Magnetics рекламирует следующие ЯКР обнаружители ВВ:

  • Обнаружитель конвейерного типа для досмотра мелкого багажа пассажиров в аэропортах (чемоданы, портфели, сумки и др.) Q-Scan QR-160 с объемом рабочей камеры 160 литров (60см * 40см * 64см).
  • Обнаружитель конвейерного типа для досмотра крупного багажа в аэропортах Q-Scan QR-500 с объемом рабочей камеры 500 литров (99см * 45см * 110см).

В 1996 г. экспериментальные образцы ЯКР обнаружителя QR-160 проходили испытания в аэропортах Манчестера и Хитроу. Регистрировались ВВ на основе гексогена: С4, Semtex, Detasheet. Результаты испытаний показали вероятность обнаружения 89 % и вероятность ложной тревоги 2 %. Испытания, показавшие аналогичные результаты, проводились также в аэропорту Лос-Анджелеса.

Стоимость ЯКР обнаружителей фирмы Quantum Magnetics составляет несколько сот тысяч долларов США.

В 1998 – 2000гг. фирма QM провела полевые испытания макета миноискателя, который показал хорошие результаты. Быыло продемонстрировано эффективное обнаружение противопехотных и противотанковых мин в неметаллических корпусах, содержащие гексоген и ТНТ. Обнаружение велось по гексогену. В феврале 2000 года Quantum Magnetics сообщила о проведении испытаний миноискателя, работающего по обнаружению ТНТ, в результате оторых получен высокий процент обнаружения противотанковых и противопехотных мин на основе ТНТ. Однако, нужно отметить, что пока испытываемый образец представляет собой выносной датчик размерами с миноискатель, который соединен кабелем с аппаратурой, размещенной на тележке.

Результаты разработки ЯКР обнаружителей в ООО “Логис” и ГП НИИ приборостроения им. В. В. Тихомирова (г. Жуковский)

Начало разработки приборов на основе ЯКР относится к 1996 году. Работы базировались на заделе в области ЯКР отечественных исследователей и коллективов и на базе опыта разработок в области радиолокационных систем. В процессе работ был создан ряд экспериментальных и опытных образцов обнаружителей ВВ различного назначения. Был также создан исследовательский стенд, на котором проводятся исследования образцов ВВ (оценка параметров релаксации, предварительная отработка процедур обнаружения ВВ и т.д.).

В настоящее время отработаны процедуры обнаружения гексогена, октогена, ТЭНа. Получены положительные результаты по отладке процедуры обнаружения ТНТ.

На Рис. 1, 2 показаны ЯКР спектры гексогена, октогена, ТЭНа и ТНТ.


Рис. 1а. Спектр ЯКР гексогена


Рис. 1б. Спектр ЯКР  октогена


Рис. 2а. Спектр ЯКР ТЭНа


Рис. 2б. Спектр ЯКР ТНТ

Возможные области применения ЯКР обнаружителей

Обнаружители ВВ на основе ЯКР возможно использовать в рамках борьбы с терроризмом в следующих направлениях:

  • Контроль корреспонденции, почтовых отправлений и небольших предметов. ЯКР обнаружителя могут быть установлены в почтовых отделениях, офисах и т. п. местах.
  • Контроль потоков багажа и предметов ручной клади в аэропортах, железнодорожных вокзалах, контрольно-пропускных пунктах и т. д.
  • Поиск мин и взрывных устройств в любых корпусах.
  • Контроль неопознанных подозрительных предметов на наличие ВВ.
  • Контроль личных вещей при входе в офис, учреждение, на особо важный объект и т. п.
  • Контроль персонала и посетителей при входе в офис, учреждение, на особо важный объект и т. п. В данном случае контроль может проводиться как с помощью устройств кабинного типа или турникетов, так и путем личного досмотра с помощью датчиков открытого типа.

В настоящее время ведется разработка ЯКР обнаружителей по следующим направлениям.

Приборы для контроля почтовой корреспонденции.

Прибор сейфового типа имеет размеры рабочей камеры объемом 10 или 15 литров предназначен для контроля корреспонденции, почтовых отправлений и других небольших предметов. Он может применяться в почтовых отделениях, учреждениях, офисах и т.п. Этот прибор предназначен для обнаружения гексогена, октогена и ТЭНа, а в перспективе и ТНТ. Он имеет достаточно высокую чувствительность. Так, 25 грамм гексогена обнаруживаются за 1 сек с вероятностью правильного обнаружения более 98 % при вероятности ложной тревоги около 1%.

Если для проверки выбрано несколько типов ВВ, то производится последовательное обнаружение ВВ автоматической перестройкой с одного типа ВВ на другой.

На Рис.3 показан экспериментальный образец прибора с рабочей камерой 10 литров. Данный прибор планируется к производству с третьего квартала 2002 года.

 
Рис. 3. Экспериментальный образец прибора с камерой 10 литров

Приборы для контроля багажа

Прибор конвейерного типа рассчитан на проверку багажа и ручной клади. Может применяться в аэропортах, железнодорожных вокзалах, на контрольно-пропускных пунктах, а также для контроля при входе в учреждение, офис и т.п. Рабочая камера прибора имеет объем 150 литров (60 см * 40 см * 62,5 см). В настоящее время ведется натурная отработка на реальных ВВ действующего экспериментального образца обнаружителя. Серийный выпуск подобных обнаружителей ожидается в 2003 – 2004 году.

Приборы с датчиками открытого типа

В настоящее время ведется разработка семейства приборов с датчиком (чувствительным элементом) открытого типа. Основная трудность при создании таких обнаружителей ВВ состоит в том, что требуется обнаруживать слабый ЯКР сигнал от ВВ на фоне мощных промышленных и эфирных помех, которые в сотни и тысячи раз превышают сигнал от ВВ и могут привести к перегрузке приемного тракта. В настоящее время создан ЯКР датчик открытого типа, который успешно работает в этих условиях. Проведены натурные эксперименты, показавшие перспективность создания на базе такого датчика семейства обнаружителей ВВ для решения различных задач.

Во-первых, это прибор для контроля авиапассажиров или персонала при входе на объекты повышенной опасности на предмет наличия ВВ под одеждой. Особенно эффективен такой прибор для обнаружения пластитов и эластитов, что позволит обеспечить предотвращение террористических актов.

Во-вторых, это прибор для контроля подозрительных неопознанных или забытых предметов на наличие в них ВВ.

В-третьих, на базе такого прибора создается миноискатель, обеспечивающий обнаружение взрывных устройств или мин любого типа, в том числе в пластиковых корпусах или бескорпусных.

В последнее время в СМИ освещались попытки террористов-самоубийц использовать обувь для доставки ВВ на основе пластитов. На базе датчика открытого типа может быть создан прибор для контроля обуви на предмет наличия в ней ВВ при входе на особо опасный объект.

ЯКР обнаружители ВВ являются очень перспективными приборами и в ближайшее время следует ожидать их широкого внедрения в практику борьбы с терроризмом. Ориентировочная стоимость серийных обнаружителей ВВ составит от 25 – 35 тыс. $ для приборов с рабочей камерой объемом 15 – 20 литров до 70 – 100 тыс. $ для приборов с большим объемом рабочей камеры.

Литература.

1. Г. К. Семин, Т. А. Бабушкина, Г. Г. Якобсон “Применение ядерного квадрупольного резонанса в химии”, Ленинград, “Химия”, 1972.
2. И. А. Сафин, Д. Я. Осокин “Ядерный квадрупольный резонанс в соединениях азота”, Москва, “Наука”, 1977.
3. В. С. Гречишкин “Новые физические технологии: обнаружение взрывчатых и наркотических веществ методом ядерного квадрупольного резонанса”
4. “Успехи физических наук”, том 167, № 4, 1997.
5. A. N. Garroway, M. L. Buess, J. P. Yesinowski, J. B. Miller “Narcotics and explosives detection by 14N pure NQR” 318/ SPIE, Vol. 2092 Substance Detection Systems (1993).
6. “NQR for Bomb Detection”. “Analytical Chemistry”, Vol. 66, N 5, March 1, 1994.

                 

              

            

 
 

ОХРАННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В КАЛУГЕ

ЧОП КАЛУГА

 

Подробнее...

 

Новости          

Система видеонаблюдения из 12 видеокамер установлена в жилом доме в Калуге...

Подробнее...


Система видеонаблюдения из 8 видеокамер на основе видеорегистратора установлена на загородном складе в Калуге....

 

Подробнее...


Ведется монтаж системы видеонаблюдения в г. Калуга по ранее сделанному нами проекту...

 

Подробнее...


Архив новостей

Установка систем охраны периметра в Калуге.......

Охрана периметра в Калуге 89109168532

Подробнее...