Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Антитеррористическое оборудование: состояние и перспективы

Антитеррористическое оборудование: состояние и перспективы

В рубрику "Антитеррористическое и досмотровое оборудование" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Антитеррористическое оборудование: состояние и перспективы

Спрос на антитеррористическое оборудование постоянно увеличивается. Затраты на закупку технических средств в экономически развитых странах возрастают ежегодно на десятки и сотни процентов. Такая ситуация способствует регулярному появлению новых технических средств и непрерывному совершенствованию уже существующих систем. Одно из общеизвестных правил создания технических средств безопасности гласит, что трудно, а скорее всего, невозможно создать прибор, который однозначно решал бы задачу обнаружения любых террористических средств. Поэтому приоритет остается за комплексным подходом к решению проблемы.

Условно все технические средства, присутствующие на рынке, можно разделить на две группы. К первой относятся те средства, которые уже широко применяются на практике, а ко второй группе - так называемые перспективные, по тем или иным причинам пока имеющие ограниченное применение или находящиеся на стадии разработки.

Как это делают сейчас

Среди оборудования, предназначенного для проверки различных объектов на наличие взрывных устройств и оружия, на первое место по распространенности могут быть поставлены приборы, реализующие различные рентгеновские методы визуализации внутреннего содержимого объекта.

Стационарные рентгеновские интроскопы используются для контроля посылок, багажа, грузов и транспортных средств. Мировыми лидерами в производстве таких рентгеновских приборов являются американские компании Astrophysics Research Corp, American Science & Engineering, немецкая компания Heimann и французская Schlumberger.

Данная техника совершенствуется главным образом в направлении автоматизации процесса контроля с применением методов распознавания образов и определения элементного состава контролируемых объектов за счет использования мульти-энергетичной и многоракурсной рентгеновской аппаратуры. В США компанией Invision изготовлена томографическая рентгеновская установка СТХ-5000, позволяющая автоматически обнаруживать взрывчатые вещества (ВВ) в багаже с вероятностью около 95%. Стоимость установки составляет около 1 млн долларов США. К сожалению, вероятность ложных тревог у таких приборов достаточно велика - около 20%.

Из отечественных разработок можно выделить установки для контроля багажа "Рентген 120 90" и "Рентген 120 90Z" с определением группы веществ. Хотя по своим техническим параметрам они полностью отвечают требованиям мирового рынка, распространение их пока замедляется отсутствием ценового преимущества перед зарубежными аналогами. Наибольшее распространение среди рентгеновских приборов получили в настоящее время переносные рентгенотелевизионные установки, позволяющие получать изображение в реальном масштабе времени. В таких устройствах изображение с люминесцентного экрана через видеокамеру передается на компьютер, оцифровывается, обрабатывается и направляется на телевизионный монитор. Преимуществом этих установок является так называемое накопление сигнала, что позволяет улучшить качество изображения, снизить мощность дозы на контролируемом объекте, смягчить требования к радиационной защите интроскопа и облегчить условия эксплуатации рентгеновского аппарата.

Применяемое в рентгенотелевизионных установках программное обеспечение позволяет производить такие операции, как контрастирование изображения, его запоминание, оконтуривание неоднородностей, выделение отдельных мест изображения и увеличение их в 2, 4 и 8 раз, псевдораскрашивание изображения. Последняя операция имеет существенное значение для визуального распознавания содержимого проверяемого объекта, так как человеческий глаз воспринимает значительно большее количество цветовых градаций, чем черно-белых. Все вышеназванные функции в совокупности позволяют значительно повысить эффективность обнаружения неоднородностей в контролируемом объекте. Типичным образцом переносных рентгенотелевизионных установок является компактная система рентгеновского контроля fo X ray фирмы Vidisco (Израиль), размещаемая в чемодане и вместе с упаковкой имеющая вес 18,5 кг. Источником излучения служит импульсный рентгеновский аппарат, генерирующий рентгеновские кванты с максимальной энергией 100-150 килоэлектронвольт. Изображение выводится на цветной экран портативного компьютера. Установка может питаться либо от аккумуляторной батареи напряжением 12 В, либо от сети переменного тока напряжением 110/220 В, либо от автономного (внутреннего) источника питания, позволяющего оперировать установкой в течение двух часов непрерывно.

Приятно отметить, что в данном классе отечественные аналогичные приборы "Норка-150" и "Шмель-240ТВ" превосходят зарубежные аналоги по всем основным параметрам, и к тому же стоят значительно меньше.

Другая российская установка - цифровой рентгеновский комплекс "Колибри-50ЦФ" - может быть названа уникальной. Рентгеновский аппарат, используемый в этом комплексе, весит всего 1,2 кг, при этом разрешающая способность изделия обеспечивает выявление проволоки диаметром 25 мкм.

Для обнаружения оружия и взрывных устройств, расположенных на теле человека или в ручной клади, используются стационарные и ручные металлодетекторы. Это старый и проверенный вид антитеррористического оборудования, который до сих пор остается вне конкуренции по широте использования. Из зарубежных фирм-производителей, давно успешно выпускающих металлодетекторы, следует выделить финскую компанию Metorex, итальянскую CEIA и американскую Garret. Продукция отечественных производителей металлодетекторов представлена на рынке оборудования широко распространенными стационарными приборами "Поиск-ЗМ", "Гвоздика-005" и "Признак", а также целой серией ручных металлодетекторов фирмы АКА.

Следует особо отметить специализированный ручной металлодетектор "Поиск-4М". Этот прибор предназначен для совместной работы практически с любым стационарным металлодетектором в непосредственной близости от него.

Что нового?

Принципиально новых разработок в последнее время на рынке не появлялось. Фирмы в основном занимаются параметрическим совершенствованием техники, уделяя особое внимание помехозащищенности и селективности при сохранении вероятности обнаружения оружия на уровне 97-99%. Несмотря на очевидное преимущество в удобстве использования, многозонные металлодетекторы не позволяют заметно улучшить основные технические характеристики, включая и параметр производительности контроля. Поэтому более популярными остаются простые, но надежные однозонные металлодетекторы, имеющие очевидное ценовое преимущество. В целях расширения функциональных возможностей прибора некоторые фирмы объединяют металлодетектор с системой визуального или радиационного контроля.

Наибольший рост практического распространения приходится в последние годы на аппаратуру обнаружения ВВ путем детектирования их паров и частиц. В основе этого направления обнаружения ВВ лежат научно-технические достижения в области газового анализа. Соответствующие приборы построены на принципах газовой хроматографии, дрейфспектрометрии ионов и масс-спектрометрии и изготавливаются в стационарном, мобильном и портативном вариантах. Достоинством данного класса аппаратуры является то, что регистрируются непосредственно молекулы ВВ. Однако существенная трудность обнаружения паров индивидуальных ВВ, которые являются основными компонентами взрывчатых смесей, заключается в их довольно низкой равновесной концентрации в воздухе. Чувствительность детекторов паров ВВ должна быть достаточно высокой, тем более что промышленные и боевые ВВ выпускаются в упаковке и с применением различных связующих веществ, что существенно затрудняет процесс испарения взрывчатого вещества.

Наибольшее распространение во всем мире получили портативные обнаружители взрывчатых веществ. Для детектирования в них, как правило, используются методы газовой хроматографии и спектрометрии подвижности ионов (дрейфспектрометрии). Ввод анализируемой пробы в детектор осуществляется либо за счет всасывания воздуха от поверхности или из щелей обследуемого объекта, либо путем предъявления захваченных на пробоотборник частиц или сорбированных паров ВВ. Отсос паров и частиц ВВ от контролируемого объекта производится воздушными насосами, действующими по принципу пылесоса. Конструкция воздушного пробоотборника в приборах типа "Пилот-М" и "МО-2" решена довольно оригинально: в нем создается смерчеобразный вихрь, внутри которого образуется трубка воздушного разрежения, что создает условия для "высасывания" проб воздуха из щелей и труднодоступных мест контролируемого объекта. Взятие пробы воздуха для анализа может производиться либо с помощью выносного ручного пробоотборника, работающего на том же вихревом принципе с предварительной концентрацией регистрируемого вещества, либо с помощью специальных салфеток. Приборы, основанные на методе спектрометрии подвижности ионов в электрическом поле (дрейфспектрометры), выполняются как в портативном, так и мобильном вариантах. Ионизация молекул ВВ осуществляется, как правило, путем облучения потоком бета-частиц слаборадиоактивных источников. Характерная особенность этих приборов заключается в том, что результаты анализа могут быть получены через 1-2 секунды, что привлекает к ним особое внимание специалистов. Следует отметить, что в изделии "Пилот-М", сертифицированном в системе гражданской авиации, в качестве источника ионизации впервые используется не радиоактивный источник, а коронный разряд, что позволяет избавиться от регистрации прибора в Госатомнадзоре. По соотношению цена/качество отечественные приборы значительно превосходят зарубежные. Так, изделие "Пилот-М" продается по цене от 9 до 10 тыс. долларов США, а популярное изделие EVD-3000 фирмы Scintrex Security Systems (Канада), имеющее не лучшие поисковые характеристики, стоит 30-35 тыс. долларов США.

Для безопасной работы со взрывоопасными объектами отечественными производителями выпускается целый ряд изделий-постановщиков помех, таких как "Персей", "Пелена" и "Радиола", обеспечивающих подавление радиоуправляемых взрывателей и отличающихся диапазоном перекрываемых частот и мощностью передатчика. Для дистанционного выявления временных замедлителей и радиоуправляемых взрывателей, входящих в состав взрывных устройств, фирма "Специальная техника и технология" выпускает изделия "Анкер-4Е" и "Коршун", основанные на принципе нелинейной локации.

Реальность и перспективы

Говоря о перспективных методах обнаружения ВВ, в первую очередь следует выделить методы обнаружения ВВ с помощью эффекта ядерно-квадрупольного резонанса (ЯКР).

Вкратце сущность явления ЯКР можно объяснить следующим образом. Если в состав молекулы вещества входит какой-либо элемент, имеющий несферическое распределение положительного заряда в ядре, то при облучении такого вещества электромагнитным импульсом определенной частоты возникает резонансное поглощение энергии, а по окончании импульса вещество излучает энергию на частоте ЯКР. Определив частоту ЯКР, можно судить о химическом составе вещества, подвергнутого исследованию. В связи с тем, что сигнал ЯКР весьма слаб, для практического использования метода необходимо производить накопление сигнала и выделение его на фоне шума и помех. Далеко не все вещества позволяют получить достаточную величину сигнала. Еще в 1980-е годы в Калининградском университете была изготовлена экспериментальная ЯКР-установка, с помощью которой была доказана практическая возможность выявления гексогена и составов на его основе. Однако выявление тротила с помощью ЯКР-метода затруднено из-за малой величины сигнала. К ограничениям данного метода можно отнести также невозможность обнаружения вещества, помещенного в металлическую оболочку. Кроме того, методом ЯКР не могут быть обнаружены жидкие и газообразные вещества. Тем не менее в совокупности с другими техническими средствами ЯКР-приборы имеют достаточно большие перспективы.

Так, фирма Heimann выпустила рентгенотелевизионный интроскоп, соединенный с ЯКР-обнаружителем взрывчатки. В настоящее время НИИ приборостроения им. В.В. Тихомирова совместно с ООО "Логис" разработан ряд экспериментальных образцов приборов, которые предполагается использовать для решения различных задач обнаружения ВВ. Для контроля багажа и грузов на наличие ВВ применим метод регистрации гамма-излучения неупругого рассеяния быстрых нейтронов - ГИНР (за рубежом метод именуется PFNA - Pulsed Fast Neutron Analysis). При неупругом рассеянии быстрых нейтронов на ядрах атомов вещества часть кинетической энергии нейтрона уходит на возбуждение ядра, при этом нейтрон может потерять до 90% своей энергии. Быстрые нейтроны сначала соединяются с ядром-мишенью, образуя составное ядро, затем ядром испускается нейтрон с меньшей энергией, а ядро-мишень остается в возбужденном состоянии. Обычно возбуждение очень быстро снимается испусканием одного или нескольких гамма-квантов, после чего ядро-мишень возвращается в основное состояние. Длительность этого процесса лежит в области ядерных времен порядка 10-15 с. Такой тип взаимодействия нейтронов с ядрами атомов обозначается как(п, п'у)-реакция.

При неупругом рассеянии нейтронов на ядрах углерода С, кислорода О и азота N реакция образования гамма-квантов начинается при энергии нейтронов не менее 4,0-6,3 МэВ, поэтому наиболее подходящим источником нейтронов является нейтронный генератор. Для взрывчатых веществ отношение чисел ядер N/O и С/О отличается от аналогичных отношений для большинства других веществ. Поскольку в контролируемых объектах могут находиться другие вещества, деформирующие гамма-спектр из-за наличия в них значительных количеств N, С и О (например, кожа, бумага, пластмасса и т.п.), применяется метод локального определения соотношения концентраций химических элементов. Он носит название "метод сопутствующих частиц" и позволяет получить трехмерный образ гамма-излучения, вызванного неупругим рассеянием быстрых нейтронов на ядрах элементов ВВ. Следует отметить довольно сложное аппаратурное оформление обнаружения ВВ методом ГИНР. В частности, в трубку импульсного нейтронного генератора должны быть встроены детекторы альфа-частиц, для обработки поступающей с детекторов информации используется многоканальный анализатор высокого разрешения; электроника, ответственная за идентификацию и локализацию ВВ в контролируемом объекте, должна функционировать в наносекундном (или субнаносекундном) диапазоне.

По мнению специалистов, ГИНР-метод обнаружения скрытых закладок ВВ и НВ является наиболее перспективным среди ядерно-физических методов. Американской компанией SAIC (Science Applications International Corporation) разработана установка, в которой применен метод ГИНР. Стоимость этой установки, использующейся таможней США, составляет 3 млн долларов США. Среди отечественных разработок, где для обнаружения ВВ применяются нейтронные методы, следует выделить опытный образец УВП-11 фирмы "Ротэк". В нем используется метод нейтронного радиационного захвата, суть которого заключается в облучении контролируемого объекта потоком медленных нейтронов и регистрации вторичного гамма-излучения. Установки, использующие данный метод для контроля багажа на наличие ВВ, были созданы у нас в стране в начале 1980-х годов в Радиевом институте в Ленинграде, а также в США в конце 1980-х- начале 1990-х годов. Изготовленные макетные образцы проходили испытания в различных аэропортах. Основные ограничения на применение таких приборов связаны с достаточно высокой стоимостью - около 1 млн долларов США. При этом время контроля багажа составляет около 1 минуты, то есть установка пригодна к использованию только в качестве допроверочного средства. Кроме того, ВВ регистрируется по наличию азота, содержание которого в багаже может быть достаточно высоким (шерсть, кожа и т.д), что приводит к возрастанию числа ложных срабатываний. Интересным вариантом использования такой системы может быть проверка не всего багажа, а локального подозрительного места, выявленного с помощью рентгеновского интроскопа.

В заключение хотелось бы отметить, что на внутреннем рынке отечественные компании вполне достойно конкурируют с ведущими зарубежными фирмами, что заставило иностранных производителей за последние два года значительно снизить цены на свою продукцию. При этом основной выход наиболее конкурентоспособной продукции приходится на малые предприятия с узкой специализацией, что можно объяснить их большей мобильностью в организации мелкосерийного производства.

Ю.П. Горбачев,
эксперт

Опубликовано: Каталог "Пожарная безопасность"-2004
Посещений: 15628


  Автор
Горбачев Ю. П.

Горбачев Ю. П.

Генеральный директор ООО "Лаванда-Ю"

Всего статей:  3

В рубрику "Антитеррористическое и досмотровое оборудование" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций