Входной контроль на взрывоопасность.
Входной контроль на взрывоопасность
Вандышев Б.А„
кандидат технических наук
В статье рассматриваются основные типы аппаратуры, необходимые для оснащения пунктов контроля предметов на взрывоопасность: рентгеновские интроскопы (с регистрацией рентгеновского излучения оптоэлектронными детекторами и с люминесцентным экраном) и обнаружители паров взрывчатых веществ
Для предотвращения террористических актов с применением взрывных устройств (ВУ) большое значение имеет проверка поступающих на территорию охраняемого объекта предметов на взрывоопасность. В настоящее время нет универсальных средств, позволяющих со стопроцентной вероятностью выявлять ВУ, скрытые в ручной клади, бытовых предметах, оргтехнике, электронной аппаратуре, всевозможных емкостях и т.д. При этом комбинирование аппаратуры, действие которой основано на различных физических принципах, позволяет минимизировать недостатки отдельных устройств. Поскольку номенклатура такой аппаратуры достаточно обширна, в статье предлагается рассмотреть основные типы аппаратуры, позволяющие достаточно эффективно проводить входной контроль различных предметов на взрывоопасность.
Наибольшее распространение на пунктах контроля получили рентгеновские интроскопы. Используются две их разновидности:
— с регистрацией рентгеновского излучения оптоэлектронными детекторами;
— с люминесцентным экраном.
В аппаратах первого типа осуществляется сканирование контролируемого предмета рентгеновским лучом. Проходящее излучение регистрируется детекторами, информация от которых обрабатывается электронным устройством, формирующим по заданной программе теневую картину внутреннего строения предмета. Разрешающая способность современной аппаратуры довольно высока и позволяет выявлять медную проволочку диаметром 100 микрон. Сервисное и программное обеспечение поддерживает работу оператора с изображением на экране видеомонитора:
— изменение его яркости и контрастности;
— выделение отдельных участков с увеличением в 2,4и 8 раз;
— псевдораскрашивание и т.д.
Это позволяет расшифровывать рентгеновскую теневую картину внутреннего строения контролируемого объекта. Возможности рентгеновских интроскопов значительно возросли за счет применения так называемого мультиэнергетического метода просвечивания, основанного на обработке информации от детекторов, сформулированной от пучков рентгеновского излучения с разным энергетическим распределением рентгеновских квантов в спектре (как правило, используется два энергетических распределения). При этом энергетическое распределение фиксируется, например, путем изменения анодного напряжения рентгеновской трубки или фильтрацией излучения металлической пластиной.
Благодаря такой операции устанавливается разница во взаимодействии рентгеновских квантов с материалами, имеющими различный атомный номер и количество атомных электронов. При этом изображениям различных элементов на экране видеомонитора присваиваются цвета в зависимости от среднего атомного номера вещества, из которого состоят предметы, входящие в состав объекта контроля: элементам с атомным номером менее 10 (сюда относится большинство взрывчатых веществ) — оранжевый цвет; с атомным номером от 10 до18- зеленый; с атомным номером более 18 (большинство металлических предметов) — синий.
В отдельных установках (например, в интроскопе Z-Scan фирмы EG&G Astrophysics, США) при просмотре изображения область, подозреваемая на наличие взрывчатого вещества, выделяется красной овальной чертой, что обеспечивает оператору дополнительную возможность для выявления ВУ. В последних моделях этой установки применен волоконно-оптический детектор рентгеновского излучения, позволяющий значительно улучшить качество изображения и повысить производительность контроля.
Дополнительную возможность для выявления ВУ обеспечивает регистрация рассеянных от объекта контроля рентгеновских квантов, в частности частиц, отраженных под углом, близким к 180 градусам. Обработка информации от детекторов, регистрирующих обратно рассеянное излучение, позволяет сформировать картину внутреннего строения приповерхностных слоев контролируемого предмета. Принцип формирования изображения внутреннего строения объекта контроля в обратно рассеянном рентгеновском излучении реализован в рентгеновских интроскопах фирмы American Science and Engineering (США).
Рентгеновские интроскопы с люминесцентным экраном более просты, компактны и существенно дешевле сканирующих устройств. Оператор с помощью зеркального отражателя непосредственно наблюдает картину теневого изображения внутреннего строения контролируемого объекта на люминесцентном экране. Данный класс оборудования предназначен главным образом для контроля почтовой корреспонденции (писем, посылок, бандеролей).
Наиболее известны на рынке интроскопы фирм Schiumberger Industries (Франция), EG&G Astrophysics (США) и Toddresearch (Англия). Уникальный аппарат такого типа создан и в России — устройство для обследования и обезвреживания взрывоопасных почтовых отправлений У-ОЗ. Установка оснащена ручными манипуляторами с комплектом сменного инструмента и системой вентиляции и удаления газообразных продуктов взрыва за пределы помещения. Оператору обеспечивается полная защита при случайном взрыве ВВ массой 300 граммов в тротиловом эквиваленте.
Для контроля на взрывоопасность «случайно забытых» предметов на месте их обнаружения используется портативное рентгенотелевизионное оборудование. В его состав входит малогабаритный рентгеновский аппарат, блок преобразования рентгеновского излучения (люминесцентный экран и видеокамера), электронный блок обработки информации с дисплеем или видеомонитором, соединительные кабели. Установки, например u-Ray 150 (Германия), foXray и А-500Е (Израиль), «Шиллинг-95» (Россия), позволяют манипулировать изображением на экране видеомонитора (увеличивать, контрастировать и т.д.).
В состав аппаратуры поста контроля должен входить обнаружитель паров взрывчатых веществ (ВВ) Рынок данного вида аппаратуры представлен как стационарными, так и портативными приборами, принцип действия которых основан на методах газовой хроматографии и дрейфсектрометрии ионов.
Хроматографические детекторы паров ВВ требуют применения высокочистых газов-носителей (аргон, азот), что создает определенные неудобства в процессе эксплуатации этих приборов. Оригинально решена эта проблема в детекторе ВВ Egis фирмы Ther-medics (США): газ-носитель водород получается в самом приборе путем электрохимического разложения воды.
В дрейфспектрометрических детекторах основу газа-носителя составляет воздух.
Важным технологическим звеном в процессе обнаружения ВВ является пробоотбор. В портативных дрейфспектрометрах пробоотборник входит в состав комплекса, в стационарных он, как правило, автономен. Пробоотборник — это, в сущности, малогабаритный пылесос, который задерживает пары и частицы ВВ на сорбирующих поверхностях или в фильтре (концентратор). Бумажный фильтр можно использовать и для взятия мазков с поверхности контролируемого предмета. Затем в процессе нагрева происходит десорбция ВВ из концентратора и парообразная фракция подвергается анализу.
Достаточно трудной задачей является обнаружение слаболетучих ВВ, входящих в состав пластиковой взрывчатки, однако приборы последнего поколения успешно справляются и с ней. Тем не менее с целью повышения эффективности обнаружения скрытых пластических ВВ в 1991 г. была принята Международная конвенция об их маркировании органическими высоколетучими веществами, которые, присутствуя в зоне замаскированного ВВ в паровой и конденсированной фазах, легко поддаются выявлению. Следует отметить, что в сочетании с газоанализатором целесообразно использовать сравнительно недорогой химический комплект для экспресс-анализа следовых количеств ВВ, с помощью которого достаточно надежно выявляются компоненты пластиковой взрывчатки (описание приводится в журнале «Системы безопасности», № 1, 1996 г., стр. 61).
Таким образом, минимальный набор аппаратуры входного контроля предметов на взрывоопасность должен состоять из рентгеновского интроскопа (желательно двухэнергетического сканирующего), детектора паров или частиц ВВ и химического комплекта для обнаружения следовых количеств ВВ. В зависимости от условий функционирования поста контроля и финансовых возможностей пользователя этот набор можно расширять за счет применения кабинетного и портативного рентгеновского оборудования, портативных детекторов паров ВВ, а также дополнять аппаратурой, основанной на иных физических принципах.
В частности, в последнее время на рынке появилась аппаратура ядерно-квадрупольного резонанса типа Q Scan-1000 и QED американской фирмы Quantum Magnetics, позволяющие обнаруживать скрытые в упаковках компоненты пластиковых ВВ при отсутствии электромагнитного экранирования.
Аналогичная установка разработана и в России, но в товарном виде пока не производится.