 В статье Камиллы Ши (Camille Shieh) анализируется проблема обнаружения химических, биологических, радиологических и ядерных веществ. Применение оружия массового поражения, отмечает автор, может привести к многочисленным потерям, поэтому существует высокая потребность в использовании передовых технических средств обнаружения. Для предотвращения подобной угрозы необходимо наличие детекторов обнаружения химического, биологического, радиологического и ядерного вещества.
На борту грузового самолета, совершавшего рейс из Йемена в США 29 октября 2010 г., были обнаружены две на первый взгляд безобидные коробки, в каждой из которых находилась бомба с пластитом и взрывным механизмом. Хотя жертв удалось избежать, воздушные перевозчики США существенно ужесточили порядки. Целью террористических атак с применением химического, биологического, радиологического и ядерного оружия являются подчас не районы боевых действий, а дома обычных граждан.
С помощью детекторов можно своевременно обнаружить и нейтрализовать взрывоопасное вещество. Работа портативных детекторов прошлых лет была основана на принципе спектрометрии подвижности ионов (СПИ), применяемом и в настоящее время. «Устройство на основе СПИ указывает на наличие сомнительного вещества, не предоставляя, однако, информации о его характере», – отмечает Дитер Ротбахер (Dieter Rothbacher), сотрудник Hotzone Solutions.
В последнее время разрабатывается все больше приборов, в которых используется принцип инфракрасной спектроскопии с фурье-преобразованием (ФИКС). «Такие приборы способны анализировать любой материал как в твердом, так и в жидком состоянии и давать представление о наличии опасного вещества, – подчеркивает Ротбахер. – Кроме того, они содержат специальную базу данных с информацией, описывающей порядок действий при обнаружении вещества». В настоящее время удалось добиться значительного повышения чувствительности датчиков и надежности таких приборов, что позволяет выполнять более точные измерения.
«Для обнаружения биологических агентов используется технология полимеразной цепной реакции (ПЦР), которая впоследствии была приспособлена к применению в портативных детекторах», – говорит Лу Бэнкс (Lou Banks), управляющий по маркетингу Bio-Defense, Idaho Technology. – ПЦР – это молекулярная технология, с помощью которой можно обнаружить следовое количество возбудителя ДНК, что существенно повышает порог чувствительности».
Устройства обнаружения биологических агентов могут быть усовершенствованы за счет применения метода матрично-активированной лазерной десорбции / ионизации (МАЛДИ). «Что касается обнаружения, то предпочтение отдается методу ПЦР, тем не менее ведутся разработки по внедрению метода МАЛДИ и применению масс-спектрометра», – подчеркивает Рутгер Гасбик (Rutger Gaasbeek), эксперт IB Consultancy. Хотя большинство этих приложений разработано для военных целей, они могут найти широкое применение у гражданского населения, например в секторе здравоохранения.
Идентифицируемость химического вещества определяет дальность обнаружения и уровень восприимчивости к данному веществу. «Только боевых отравляющих веществ ранее насчитывалось порядка 30 видов, – отмечает Осмо Анталайнен (Osmo Anttalainen), вице-президент R&D Solutions at Environics. – За последние годы портативные детекторы значительно преуспели в обнаружении широкого спектра газов и стали соответствовать современным требованиям в области безопасности».
Эксперты разделяют радиологические детекторы на две категории: персональные дозиметры (ПД) и радиоизотопные индикаторы (РИИ). «ПД используются как средства индивидуальной защиты и как простейшие индикаторы, – отмечает Лестер Кога (Lester Koga), руководитель производства Morpho Detection. - –ИИ используются для обнаружения радиоактивного изотопа и определения уровня угрозы, будь то специальное ядерное вещество или медицинский, промышленный и природный радиоактивный материал».
Точность детектора имеет первостепенное значение, чтобы отличить, например, пациента, прошедшего курс лучевого лечения, от специального ядерного вещества. «Вообще, чем ниже энергетическое разрешение, тем точнее будут показания с минимальными ложноположительными и ложноотрицательными данными», – подчеркивает Кога.
Германий высокой частоты с энергетическим разрешением менее 1% – это самый подходящий материал; но эти свойства появляются только в замороженном состоянии. «Это накладывает некоторые ограничения на размер, вес и время автономной работы таких устройств обнаружения», – объясняет Кога.
В портативных и легких устройствах обнаружения может использоваться новый материал – кадмий-цинк-теллур, что не нанесет урон точности обнаружения радиации. «Кадмий-цинк-теллур обладает энергетическим разрешением менее 2%, более точными показателями обнаружения и способен точнее распознавать радиоактивный изотоп, чем йодистый натрий. Такое решение является более удобным для применения по сравнению с использованием германия высокой частоты», – продолжает свою мысль Кога. Преградой для применения кадмий-цинк-теллура является высокая по сравнению с недорогим и распространенным йодистым натрием стоимость.
Первая линия обороны
Зачастую портативные, мобильные и стационарные детекторы имеют одинаковые датчики, хотя используемые технологии слишком сложны для применения в портативных устройствах. Значительные усилия Р&Д были направлены на создание более легких и прочных портативных приборов, а также на создание портативных и стационарных приборов, которые позволяют точнее определять наличие опасных веществ. Отличительными признаками данных приборов являются сами пользователи и цели его применения. «Специалисты, сотрудники правоохранительных органов и служб экстренного реагирования могут решать разные задачи и поставленные цели с помощью этих детекторов, и в каждой ситуации требуется использование специального оборудования для достижения максимального эффекта», – отмечает Крэйг Джонсон (Craig Johnson), генеральный директор Field Forensics.
В зависимости от того, что пытается сделать пользователь и какие цели преследует, он может использовать портативные, мобильные или стационарные детекторы. «Чем больше радиус действия прибора, тем выше его цена», – считает Дитер Ротбахер. Можно также исправить некоторые недоработки и произвести корректировки прибора, установив на него программное обеспечение. Некоторые приборы не позволяют установить исправления. В настоящее время приборы сторонних разработчиков не совместимы со встроенным программным обеспечением.
«Портативные устройства ограничены по размеру, весу и потребляемой мощности, в то время как оптимальная работа мобильных и стационарных приборов зависит от этих факторов в меньшей степени», – отмечает Осмо Анталайнен. Простота в использовании и обслуживании также является их отличительной чертой. Мобильные детекторы могут быть использованы стационарно, превращаясь в пункты спутникового обнаружения и становясь частью большой сети обнаружения, контролируемой командным центром. При наличии аккумулятора с достаточным зарядом мобильные детекторы могут работать дольше, чем обычно, если используются в качестве стационарного устройства.
Спад
Финансовый кризис отрицательно повлиял на отрасль, производящую детекторы обнаружения. «Из-за спада производства правительства США и стран Азии и Европы сокращают финансирование и пересматривают политику материально-технического снабжения», – говорит Ротбахер. Новые региональные рынки пострадали в меньшей степени, так как страны с переходной экономикой и быстрым экономическим ростом положительно отреагировали на возможности продаж.
Некоторые поставщики прекратили инвестирование Р&Д, что могло бы помешать разработке технологий, осуществлявшейся, когда грянул спад. «Сокращение бюджета значительно повлияло на разработку новых датчиков, особенно в военной сфере, где в настоящее время развиваются технологии применения toll-подобных рецепторов, – отмечает Рутгер Гасбик. – Это влияние будет усугубляться в предстоящие годы, поскольку многие из этих исследовательских проектов являются, как правило, долгосрочными».
Спад не является основной причиной снижения темпов развития Р&Д. «Военные потребности и оборонная инициатива США никогда не ставились под удар. Это означает, что необходимо поддерживать новые инициативы Р&Д. Однако в результате угрозы со стороны террористов приоритетной и важной целью стала необходимость боевого обеспечения солдат во время военных действий, – говорит Моника Гейл (Monica Heyl), генеральный директор Monica Heyl and Associates. – Эти задачи преимущественно решаются за счет финансирования со стороны правительства. Правительство США намерено продолжать разрабатывать новые технологии и решения, сосредоточив внимание на более тесном сотрудничестве между организациями, на поддержании инициатив Р&Д, а также на своевременном обеспечении солдат самыми лучшими приборами».
Источник: www.asmag.com
|
