爆炸物探測裝備技術(shù)的發(fā)展趨勢研究

王浩+孟祥瑞+吳桂勇

摘 要 近年來，爆炸恐怖襲擊日益猖獗，對社會和人民的安全構(gòu)成了巨大威脅，為對付爆炸恐怖襲擊、避免爆炸案件的發(fā)生，許多國家采取了廣泛措施，利用各種可能的技術(shù)手段對隱藏爆炸物進(jìn)行探測，爆炸物探測技術(shù)隨之得到不斷的發(fā)展。但從實(shí)踐情況看，有些爆炸物探測裝備在遂行任務(wù)中也暴露處一些缺陷和不足，有些爆炸物仍然很難測到，比如爆炸物遠(yuǎn)程探測技術(shù)。所以加快研究爆炸物探測裝備迫在眉睫。

關(guān)鍵詞 爆炸物探測技術(shù) 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TN247 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1現(xiàn)有爆炸物探測技術(shù)

技術(shù)防范作為反恐防爆的重要措施正日益彰顯出廣闊的應(yīng)用前景。而爆炸物探測技術(shù)則是技術(shù)防范的重要應(yīng)用手段。目前，世界上爆炸物探測技術(shù)主要分為兩大類：即以蒸氣/微粒探測為代表的化學(xué)型探測技術(shù)和以X 射線、 射線、中子等介質(zhì)探測為代表的能量型探測技術(shù)。下面簡單介紹這兩種探測技術(shù)。

1.1化學(xué)型爆炸物探測技術(shù)

化學(xué)型探測技術(shù)主要有：離子遷移率譜技術(shù)、氣相色譜技術(shù)。離子遷移率譜技術(shù)探測爆炸物的關(guān)鍵步驟有以下三個(gè)：樣品采集、離子化過程、探測過程。氣相色譜技術(shù)探測爆炸物的關(guān)鍵步驟同樣有三個(gè)，前二個(gè)步驟同離子遷移率譜技術(shù)探測爆炸物的關(guān)鍵步驟相同，這里不再贅述。第三個(gè)步驟是：用載氣流，實(shí)際中常使用純化空氣流將離子化的被檢測物送入毛細(xì)柱內(nèi)，與毛細(xì)柱中的填充物質(zhì)發(fā)生作用，該填充物質(zhì)對不同離子的吸引力不同。隨著色譜柱被加熱，不同物質(zhì)的離子揮發(fā)的先后次序不一樣，即可將各種成分分開。

1.2能量型爆炸物探測技術(shù)

能量型爆炸物探測技術(shù)主要有以下六種：雙能量X 射線爆炸物探測技術(shù)、多探測器點(diǎn)掃描X射線爆炸物自動探測技術(shù)、多視角X射線自動爆炸物探測技術(shù)、CT技術(shù)爆炸物探測、中子探測技術(shù)、拉曼光譜探測爆炸物技術(shù)。

2改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)

對于現(xiàn)有的一些探測器材進(jìn)行改進(jìn)，克服現(xiàn)有器材的缺點(diǎn)或不足（比如提高X射線機(jī)、集裝箱檢查系統(tǒng)探測炸藥的能力），這將使探測爆炸物更為方便，對預(yù)防爆炸恐怖襲擊事件更為有效。

2.1 X射線檢測系統(tǒng)

X射線探測技術(shù)是根據(jù)所測物品的密度分布來判斷的，雖然有的儀器還附加上有效原子序數(shù)、體積和形狀以進(jìn)一步提高準(zhǔn)確度，但由于密度和有效原子序數(shù)不能唯一地表征炸藥，因此，即使采用了三維成像技術(shù)，其漏報(bào)率和誤報(bào)率也較高，在實(shí)際運(yùn)用中對金屬的探測效果好，但對炸藥的探測效果不理想。絕大多數(shù)X射線對生物有損傷。因此，在使用上受到很大限制。所以應(yīng)該對這一檢測系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)該研究低劑量X射線系統(tǒng)，檢查物體時(shí)使X射線照射受檢物體的時(shí)間由原來的幾秒縮短為現(xiàn)在的百分之一到萬分之一秒，然后將圖像增強(qiáng)，高靈敏度攝像機(jī)和存儲器同步操作，把一閃即逝的圖像儲存下來，再從監(jiān)視器上把圖像顯示出來，這樣就能解決原來的X射線系統(tǒng)所遇到的問題。

用X射線進(jìn)行防爆安全檢查，對于原子序數(shù)較高的物品效果較好，而對炸藥本身原子序數(shù)低的碳、氫、氮、氧等成分效果不是很好。對于這一問題，我們可以充分利用各種能量范圍的X射線，用高能部分檢查金屬物品，用低能部分檢測非金屬，把金屬與非金屬過渡部分的物質(zhì)單列出來，再把每一部分給以不同彩色，這樣便能一目了然的判定被檢查物品中哪些是金屬，哪些是非金屬，哪些又是介于兩者之間的物質(zhì)。

2.2中子炸藥探測器

中子分析技術(shù)的探測系統(tǒng)是根據(jù)炸藥含氮量豐富的特點(diǎn)來探測行李中的炸藥分布，由于其探測的只是氮的含量，而與氮原子所處的化學(xué)環(huán)境無關(guān)，因此，含氮豐富的物質(zhì)，均易引起誤報(bào)（比如尼龍、動物膠、毛制品），即使加上空間分辨技術(shù)，對誤報(bào)率的改善也不大，有時(shí)還要與其它器材結(jié)合使用，但它的檢測速度快，效率高，有較高的實(shí)用價(jià)值。

在中國，90%以上的案件是使用硝酸炸藥和黑火藥，目前所有的炸藥探測器的發(fā)現(xiàn)率都較低，且檢查的工作效率低，不適于快速及大量物品的檢查。中子儀雖然可以較好的解決這個(gè)問題，但因成本太高（上百萬美元）而無法推廣，這方面有待我們進(jìn)一步加快改進(jìn)步伐。

3發(fā)展新技術(shù)

為適應(yīng)發(fā)展，應(yīng)該開發(fā)更先進(jìn)的爆炸物檢測方法，提供更為先進(jìn)的檢測系統(tǒng)。目前，世界各國對爆炸物品檢測識別手段的主要趨勢是大力發(fā)展增大爆炸物品的監(jiān)測和識別能力的新技術(shù)。

3.1仿生學(xué)技術(shù)

目前經(jīng)過培訓(xùn)的防爆犬是檢測爆炸物范圍最廣、靈敏度最高的探測系統(tǒng)。這些犬還可以經(jīng)過訓(xùn)練用來檢測人、毒品、燃料和疾病等項(xiàng)目。雖然可以大量使用警犬進(jìn)行爆炸物檢測，但是由于警犬連續(xù)工作時(shí)間短、訓(xùn)練費(fèi)用高，以及有些場合無法使用，因此，使用警犬檢測爆炸物受到很大的限制。但是，我們應(yīng)該關(guān)注和研究的是檢測爆炸物的能力。國內(nèi)外已經(jīng)開始對警犬的這一能力進(jìn)行仿生學(xué)研究，研究警犬如何完成微量爆炸物的檢測和識別，利用這些研究的成果設(shè)計(jì)新的爆炸物探測系統(tǒng)。

現(xiàn)在美國還研究出利用蜂蜜來進(jìn)行炸藥探測，因?yàn)槊鄯鋵ǚ酆苊舾校趲坠锿饩湍苷业交ǚ鄣膩碓?，科學(xué)人員就是利用蜜蜂的這一特點(diǎn)，經(jīng)過訓(xùn)練和培養(yǎng)，利用其對粉塵和氣味的敏感來尋找炸藥。因每種生物不能同時(shí)識別多種炸藥氣味，有一定的局限性，但它在炸藥探測器材尚不完善的情況下，仍不失為一種有效的檢查方法，為多國警方所重視和較多地使用。所以，仿生學(xué)技術(shù)在爆炸物探測新技術(shù)方面還是有發(fā)展空間的。

3.2核四極共振技術(shù)

現(xiàn)在各國一般擁有的是核磁共振技術(shù)來探測炸藥，此技術(shù)檢測靈敏度、可靠性以及特異性方面均較理想，但由于探測時(shí)需要有產(chǎn)生強(qiáng)磁場的磁鐵，這就造成系統(tǒng)的體積和質(zhì)量龐大，而且強(qiáng)磁場也會對磁介質(zhì)和磁性物品造成破壞，因此實(shí)用性不好。

核四極共振技術(shù)類似于核磁共振技術(shù)，同時(shí)具有比核磁共振更優(yōu)越的特點(diǎn)，如檢測時(shí)不需要磁場，以及同一種原子和在不同的化學(xué)環(huán)境中具有不同的核四極共振頻率等。到目前為止，實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)對超過1萬種化合物進(jìn)行過研究，尚未發(fā)現(xiàn)其中有相同的共振頻率。因此，利用核四極共振技術(shù)探測炸藥，可準(zhǔn)確的探測出來，分辨率也會較高，并且由于大多數(shù)炸藥均為含氮的固體，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明核四極共振技術(shù)用于探測炸藥非常有效。核四極共振技術(shù)也無輻射性危害。因此，在目前使用的炸藥探測方法中，核四極共振炸藥探測方法被認(rèn)為是一項(xiàng)比較有效、很有希望取得成功的方法。endprint