爆炸物探测与识别技术

《爆炸物探测与识别技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、爆炸物探测与识别技术[摘　要]综述了爆炸物探测与识别所采用的微量炸药探和块体炸药探测两大类技术,讨论了每类技术所采用的探测方法及工作原理。介绍了目前国外的探测设备,根据每种探测技术和探测设备在使用中存在的不足,对其今后可能的发展趋势作了进一步探讨。[关键词]爆炸物　探测与识别　探测设备1　前言近年来,恐怖爆炸事件频频发生在世界各地,各种形式的炸药和爆炸装置被用于恐怖犯罪活动,造成了大量的人员伤亡和财产损失。为了把恐怖活动遏制在未遂状态,人们把目光更多地投注在依靠物理、化学等科学技术手段对爆炸物的探测与识别上。国外对这一领域进行了大量深入的研究,在我国,由于起步较晚,与国外相比还很大

2、差距。因此,有针对性地研究国外爆炸物探测与识别技术,对于加快我国在这一领域的发展有着重要的现实意义。2　爆炸物探测与识别的技术类型爆炸物探测与识别技术有很多种,根据有关资料归纳统计[1],该技术主要分为两大类:微量炸药探测和块体炸药探测,大致如图1所示。图1　爆炸物探测的主要技术类型2.1　微量炸药探测微量炸药探测是指对微量(肉眼很难看见)的爆炸品残留物进行取样和分析的技术。爆炸品在处理过程中总会留下气体或固体颗粒形式的残留物,通过搜集这些残留物并使用相关的探测技术对其进行分析,从而判断是否存在爆炸物。常见的微量炸药探测技术有离子迁移光谱等电化学技术和激光拉曼光谱技术。2.2　块体

3、炸药探测块体炸药探测是指探测可见数量的炸药。通常包括X、C射线成像技术和基于核的技术。X、C射线都是高能电磁波,当它们遇到物质时,会发生三种情况:透射、被吸收、散射或反向散射。根据这三种现象获得的信息,可以探测出物质的密度、原子序数等特征量。炸药的特征就是密度高、原子序数低。当前X射线成像技术包括:单能X射线技术、双能X射线技术、CT技术、反向散射技术和荧光透视技术。炸药探测的核技术主要包括核四极矩共振技术和中子技术。与成像技术相比,基于核的技术探测性能更好。下面介绍各种探测技术的原理以及相关的探测设备。3　微量炸药探测技术3.1　离子迁移光谱技术(IMS)IMS是最普通的微量炸药

4、探测技术,其工作原理是:在离化区,炸药的蒸气分子或固体颗粒与电子作用而变成负离子,负离子在迁移区发生漂移,大致如图2所示。其漂移的速度取决于离子的质量、电荷和尺寸。在有效控制迁移区电场强度的情况下,测量出离子的迁移率(指单位电场强度下离子的漂移速度)。根据离子的迁移率可以识出每种离子的原始物质。图2　样品离化与迁移示意图　　不同的物质可能因为离子尺寸和质量相似而表现出相同的迁移率。为了解决这个问题,国外发明了一种叫做GCöIMS的组合系统。分子在进入IMS之__前,先经过气相层析仪(GC)进行预先分馏。GC是一中空的管道,管道里涂有特殊的化学物质,这些化学物质有选择地与某些物质的分

5、子发生作用,以此来影响该分子在GC中的漂移速度,分子穿过GC所用的时间称为滞留时间[1,2]。这样,即使分子表现出相同的迁移率也会由于滞留时间不同而被区分开来。3.2　化合光技术(CL)大多数炸药都含有硝基(-NO2)或硝酸酯基(-ONO2),在化合光系统中,炸药分子首先被加热分解产生NO。NO与臭氧(O3)在真空腔反应产生激发态的NO23分子,NO23衰变成非激发的NO2时,将辐射一种具有特定频率的红外光子(IR)。通过光电倍增器探测该红外光子,光电倍增器的输出信号与真空腔中NO含量成正比,据此可以判断被检物中是否存在炸药。由于NO分子不仅存在于炸药中,化肥、香水等物质的热分解也

6、产生NO,所以单独使用CL技术不能够辨认炸药种类,通常要与气相层析仪(GC)联用。3.3　表面声波技术(SAW)SAW探测系统的主要组成部分是一个具有特定共振频率的压电晶体。当分子沉积在晶体表面时,晶体共振频率的变化与分子沉积的质量成正比,此频率的变化还依赖于分子的属性、表面温度以及晶体本身的化学性质。同上述两种方法一样,SAW系统也需要与GC联用来识别炸药种类。根据分子在GC中不同的滞留时间,GCöSAW系统可以有效地区分不同的分子。另外,该系统还能够区分挥发性物质和挥发性物质。3.4　热氧化还原技术热氧化还原技术是基于炸药分子的热分解以及随后的NO2还原原理。样品被导入系统并穿

7、过浓缩管时,浓缩管管道上涂有一层特殊的化学物质,用来有选择地吸附爆炸物蒸气。然后样品被快速地加热分解并释放出可以探测的NO2分子。3.5　化学试剂法当化学试剂添加到样品上时,样品会变色。向样品里加入一系列的化学试剂,观察每一次样品颜色的变化,以确定有无炸药。图3　EXPRAY野外探测工具箱图3是目前Mistral安全公司生产的一种手持式Expray野外检测工具箱,它包括三种喷雾剂和一张特殊的试纸。可用于检测A组炸药(TNT、DNT和苦味酸等)、B组炸药(塑胶炸药H、R