Обнаружение взрывчатых и наркотических веществ, взрывных устройств

Демаскирующие признаки взрывных устройств подразделяются на прямые и косвенные. Прямым признаком является наличие взрывчатого вещества или его отдельных компонентов. К косвенным признакам взрывоопасных предметов относятся: наличие металлических и пластмассовых деталей, полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, интегральных микросхем) взрывательных устройств, проводных линий, антенн, определенная форма корпуса (цилиндр, параллелепипед) и т.д.

Методы и средства, используемые для поиска взрывных устройств по косвенным признакам показаны на рис. 3.26.

Рис. 3.26. Поиск взрывных устройств по косвенным признакам

Многие из технических средств, используемых для поиска взрывных устройств по косвенным признакам, были рассмотрены в предыдущих параграфах данного раздела. Это металлоискатели, нелинейные локаторы, средства визуального осмотра, рентгенотелевизионные установки.

В данном параграфе хотелось бы остановиться на средствах поиска часовых замедлителей и исполнительных устройств взрывных устройств.

Часовые замедлители и исполнительные устройства взрывных устройств являются источником различных демаскирующих физических полей. Например, механические часовые устройства создают вокруг себя акустическое и сейсмическое поля. Электромеханические часы и электронные таймеры, всегда содержащие источник питания, являются излучателями квазистационарных электрических и магнитных полей.^[12] Указанные демаскирующие признаки взрывных устройств могут регистрироваться приборами данной группы. Подобные устройства являются пассивными бесконтактными обнаружителями и не создают условий для несанкционированного срабатывания взрывных устройств. Устройства могут обнаруживать механические, электромеханические и электронные (в том числе и наручные) часовые устройства и другие электронные устройства дистанционного управления взрывными устройствами.

В качестве примера подобных устройств можно привести обнаружитель часовых и электронных взрывателей «Пифон-3М», обнаружитель исполнительных механизмов взрывных устройств «АНКЕР»[13] (рис. 3.27). «Пифон-3М» Предназначен для обнаружения неконтактным способом активированных часовых (механических, электромеханических и электронных) и электронных взрывателей других типов. Прибор изготовлен в виде полицейской дубинки и, являясь пассивным, не излучает каких-либо сигналов. Может обнаруживать механические часовые взрыватели на расстоянии до 1 м, электромеханические часовые – до 0,4 м, электронные часовые – до 0,1 м.

Рис. 3.27. Обнаружители временных замедлителей взрывных устройств

Наиболее надежными с точки зрения обнаружения взрывоопасных предметов (ВОП) являются средства поиска, обеспечивающие обнаружение прямых признаков, классификация которых приведена на рис. 3.28. К таким средствам относятся приборы газового анализа (или газоаналитические приборы); приборы, работа которых основана на так называемых ядерно-физических методах, и специальные химические тесты. Кроме того, для обнаружения взрывчатых веществ широко используются специально подготовленные по курсу минно-розыскной службы собаки.

Рис. 3.28. Обнаружение взрывных устройств по прямым признакам

Газоаналитические приборы обнаруживают пары или микрочастицы взрывчатых веществ (ВВ) в пробах воздуха, отбираемых с помощью специальных приспособлений, и по принципу действия делятся на дрейф-спектрометры и газовые хроматографы.

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.

Отбор паров и частиц ВВ от контролируемого объекта производится воздушными насосами, действующими по принципу пылесоса. В портативных детекторах этот узел встроен в анализатор и дает возможность оператору свободно манипулировать им.

В стационарных и мобильных детекторах ВВ взятие пробы воздуха для анализа производится выносным ручным пробоотборником с предварительной концентрацией регистрируемого вещества. В качестве концентраторов используются изделия с развитой сорбирующей поверхностью: бумажные фильтры, сыпучие материалы, металлические спирали, сетки и другие.

Работа дрейф-спектрометров основана на ионизации непрерывного потока газа, разделении образовавшихся ионов микропримесей по их подвижности в электрическом поле специальной формы и регистрации разделенных ионов. Ионизованные молекулы ВВ (как правило, путем облучения потоком бета-частиц слаборадиоактивных источников трития или никеля-63) попадают в дрейф-камеру, где под действием электрического поля определенной конфигурации перемещаются к коллектору. Попадая на него, они создают импульс тока в электрической цепи, который усиливается и обрабатывается электронным блоком. Время дрейфа к коллектору зависит от подвижности ионов и параметров электрического поля, что и положено в основу идентификации анализируемого вещества.

Дрейф-спектрометры, выполняются как в портативном, так и в мобильном вариантах. Благодаря своему принципу действия дрейф-спектрометры обладают достаточно высоким быстродействием (от сотых долей секунд до нескольких секунд), но при этом имеют недостаточную разрешающую способность.

Дрейф-спектрометры показывают хорошие результаты при поиске взрывчатых веществ, в состав которых входит тротил и нитроглицерин, обладающие достаточно высокой летучестью при положительных температурах окружающей среды. Недостатком большинства дрейф-спектрометров является ограниченная номенклатура обнаруживаемых взрывчатых веществ, поскольку многие из них, например, октоген и гексоген, входящий в состав большинства пластических и эластичных взрывчатых веществ, имеют низкую летучесть. Другим недостатком этих приборов является возможность использования только при положительных температурах воздуха. Для быстрого создания необходимой температуры на поверхности зарядов ВВ, в том числе и при отрицательных температурах окружающей среды, могут быть использованы переносные промышленные или бытовые фены, другие теплогенераторы с автономным источником питания.

В газохроматографических приборах используется принцип разделения паровых фракций анализируемой пробы при ее движении в потоке газа-носителя внутри капиллярной колонки. Сорбент, покрывающий внутренние стенки колонки, обеспечивает различную скорость перемещения отдельных компонент парогазовой смеси, в результате чего подлежащие определению фазы появляются на выходе колонки в разное время.

Газохроматографические детекторы паров и частиц ВВ требуют для своей работы газы-носители, из которых наиболее часто используются высокочистые азот и аргон. Успешная эксплуатация таких приборов зависит от наличия требуемого газа, что особенно актуально в отдаленных от мест его производства районах. Выгоднее в этом отношении выглядят приборы, в которых газ-носитель (водород) производится в самом приборе путем электрохимического разложения воды.

Хроматографы обладают высокой чувствительностью и разрешающей способностью, однако время анализа одной пробы составляет от несколько десятков секунд и более. Управление работой приборов и обработка результатов анализа производится встроенными микропроцессорными устройствами; имеется возможность сопряжения с компьютером. Наличие и использование специального программного обеспечения для обработки сигналов от детекторов обеспечивает возможность многофункционального применения данных приборов без каких-либо изменений в конструкции.

При этом, если для работы дрейф-спектрометров достаточно бесконтактного (с расстояния до 15…25 см) отбора проб воздуха в районе размещения предполагаемого заряда ВВ или взрывного устройства и анализа содержащихся в этих пробах паров ВВ, то для работы газовых хроматографов необходим непосредственный отбор микрочастиц вещества, нагрев их до температуры испарения и последующий анализ на предмет наличия ВВ. Во втором случае объем получаемой информации будет существенно больше, что позволяет в ряде случаев идентифицировать не только тип ВВ, но и некоторые другие вещества, например, наркотические.

Для газоаналитических приборов и собак существует проблема поиска ВВ в герметичных емкостях и поиска ВОП давней закладки в укрывающих средах. Если герметичная стеклянная, металлическая или пластиковая емкость полностью исключает выход паров ВВ наружу, то для емкости на основе полиэтилена, бумаги и ряда других материалов вероятность выхода паров ВВ наружу существует. В этом случае содержание паров ВВ в воздухе будет значительно ниже, чем для негерметизированных объемов. И это соответствующим образом скажется на вероятности их обнаружения.

Поиск непосредственно ВВ в полностью герметичных емкостях может быть осуществлен только приборами, построенными на использовании ядерно-физических методов.

Ядерно-физические методы обнаружения взрывчатых веществ основаны на определении элементного состава объекта с помощью зондирующего излучения нейтронами или гамма-квантами. Бета- и гамма-излучения обладают большой проникающей способностью, поэтому могут эффективно использоваться для зондирования объектов значительных размеров. Физической основой обнаружения является различие элементного состава взрывчатого вещества и среды, в которой оно находится.

Обнаружение ВВ ядерно-физическими приборами основано на регистрации рассеянного и вторичного излучений нейтронов и гамма-квантов, получаемых в результате облучения обследуемой среды потоком быстрых нейтронов, создаваемым (в современных приборах) изотопным источником. Наличие в отраженных полях определенного количества нейтронов и гамма-квантов, энергия которых лежит в определенных энергетических диапазонах, свидетельствует о наличии в обследуемом объеме водорода и азота, входящих в состав подавляющей части ВВ.

Близким к ядерно-физическим методам является использование ядерного квадрупольного резонанса. В нем зондирующее излучения представляет собой не поток частиц, а электромагнитную волну СВЧ-диапазона. Явление ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) было открыто в 1950 г. Сущность явления заключается в том, что 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.

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.

Все взрывчатые и наркотические вещества содержат ядра азота N¹⁴, обладающими квадрупольными свойствами. Частоты квадрупольного резонанса ядер азота в разных соединениях сосредоточены в диапазоне от 0,8 до 6 МГц. Указанное обстоятельство существенно упрощает проблему: для создания установки по выявлению взрывчатых и наркотических веществ можно использовать детали и узлы, разработанные для томографии в низких магнитных полях на основе ядерного магнитного резонанса.

ЯКР метод обнаружения ВВ имеет следующие достоинства:

1. 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.

2. Характеристики обнаружения не зависят от геометрической формы ВВ.

3. Возможность обнаружения ВВ, которые не выделяют газ (например, пластиты), а также образцов ВВ, которые герметично упакованы.

4. 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.

5. Сравнительная простота аппаратуры, ее безопасность, возможность практической реализации как в стационарном (в том числе конвейерном), так и в переносном виде.

6. Возможность комплексирования ЯКР обнаружителя с приборами, построенными на основе других физических принципов, например, с рентгеновской досмотровой установкой, что повышает достоверность обнаружения.

Метод обнаружения ВВ на основе ЯКР, не является идеальным, он не может обнаружить ВВ, если оно находится в металлическом или металлизированном корпусе. Однако, ЯКР датчик при этом фиксирует наличие металла в контролируемом объекте, т.е. он одновременно выполняет функции металлоискателя.

Экспресс-тесты обеспечивают решение задачи обнаружения и идентификации ВВ по их следовым количествам на поверхностях предметов, одежде и руках человека, в том числе и в течение длительного времени (до нескольких месяцев) после прекращения контакта ВВ с обследуемой поверхностью. Пороговая чувствительность химических экспресс-тестов находится на уровне 1?10^-5 г/см³. В настоящее время наиболее распространены экспресс-тесты в виде аэрозольных распылителей и капельниц.

Процесс исследования является быстрым, наглядным и не требует дополнительного лабораторного оборудования. Персонал, использующий экспресс-тесты, не нуждается в специальной подготовке. Присутствие следов ВВ определяется по характерному окрашиванию тестовой бумаги с отобранной пробой после ее обработки составами, входящими в комплекты