Twoja wyszukiwarka

MAGDALENA PECUL
WĘSZĄCA BRAMKA I PACHNĄCE MINY
Wiedza i Życie nr 5/1998
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 5/1998

Od lat na lotniskach pasażerowie przechodzą przez bramki wykrywające metale. Niedawno na niektórych terminalach w Stanach Zjednoczonych pojawiły się także inne urządzenia - bramki wykrywające materiały wybuchowe.

Wyglądem nie różnią się one od tych pierwszych. Pasażer proszony jest jednak o pozostanie w środku nieco dłużej - około 12 sekund. W tym czasie urządzenie dmucha nań delikatnym strumieniem powietrza, które porywa ze sobą cząstki pyłu z jego ubrania i ciała. Pobrana w ten sposób próbka przechodzi do detektora, którym jest spektrometr ruchliwości jonów (IMS). Jonizuje on obojętne cząstki w gazowej próbce, a powstałe jony poddaje działaniu słabego pola elektrycznego, które nadaje im prędkość zależną od ich masy.

Fot. Internet

Na ubraniu osoby, która miała ostatnio kontakt z materiałami wybuchowymi, pozostają jedynie śladowe ich ilości, ale IMS jest wystarczająco czułą metodą detekcji - wykrywa już stężenie czterech cząstek na trylion. Wykorzystano ją także w urządzeniu do kontroli bagażu, przypominającym odkurzacz. Działa ono na podobnej zasadzie, co bramka, analizując pył znajdujący się w walizkach. Prototypowe wykrywacze kontrolujące w ten sposób bagaże są już zainstalowane, podobnie jak bramki, na kilku lotniskach w Stanach Zjednoczonych, m.in. La Guardia w Nowym Jorku i O'Hare w Chicago.

Specjaliści ciągle nie są zadowoleni z osiągniętej czułości wykrywania. IMS jest co prawda czuły, ale dmuchając powietrzem na stojącą w bramce osobę, bardzo rozrzedzamy próbkę (a nawet możemy zmienić jej skład). Okazuje się jednak, że wystarczy wykorzystać prądy powietrzne, stale unoszące się wokół ludzkiego ciała.

Skóra człowieka jest na ogół cieplejsza od otoczenia. Ta różnica temperatur powoduje powstanie prądów powietrza; w przypadku stojącej nieruchomo osoby zaczynających się w okolicy kostek i poruszających się w górę ciała, coraz prędzej i z narastającymi zawirowaniami. Razem z powietrzem unoszą się złuszczone płatki naskórka i osadzone na nich ślady kosmetyków, perfum, a także... materiałów wybuchowych. W Pennsylvania State University opracowywany jest obecnie system próbkowania, oparty na tym zjawisku i okazuje się, że skonstruowane w ten sposób wykrywacze materiałów wybuchowych rejestrują nawet cząstki ukryte pod warstwami ubrań.

Technologie takie, oprócz przeciwdziałania terroryzmowi, mogą mieć także inne zastosowania. Wynalazcy nowych bramek uważają na przykład, iż nadadzą się one również do wykrywania narkotyków. Nie koniec jednak na tym - IMS posłużył także do skonstruowania wykrywacza czegoś, co w Angoli, Afganistanie, Kambodży czy Bośni-Hercegowinie uważane jest za najgorsze skażenie środowiska - min.

Najskuteczniejszą metodą oczyszczania terenu z min ciągle pozostaje penetracja gruntu przez saperów - jest to jednak zarazem sposób najwolniejszy i najbardziej niebezpieczny. Stosuje się też różnorodne detektory min: wykorzystujące promienie podczerwone lub mikrofale, mierzące przewodnictwo elektryczne czy penetrujące grunt za pomocą wiązki radarowej. Wszystkie są dość kosztowne i mało dokładne. Odznaczają się także inną wspólną cechą - wykrywają faktycznie nie materiały wybuchowe, lecz ich pojemnik. Tak więc na przykład wykrywacze metalu są bezużyteczne w przypadku min plastikowych.

Opracowane w Sandia National Laboratories detektory zawierające IMS wykrywają same materiały wybuchowe. Pierwotnie służyć miały odnajdywaniu min morskich i niewypałów znajdujących się w płytkiej wodzie, obecnie pracuje się tam też nad wykrywaniem min lądowych. Prototypowe urządzenie sprawdzają się dość dobrze na sztucznym polu minowym, ale upłynie jeszcze sporo czasu, zanim gotowe będą do użycia w terenie.

Nie chodzi tutaj przecież tylko o stwierdzenie występowania cząsteczek materiału wybuchowego w wodzie czy glebie, ale o wywnioskowanie z ich stężenia, gdzie leży mina. Szczególnie trudne jest to w przypadku min lądowych. Na rozkład drobin materiału wybuchowego wpływa tu temperatura, wilgotność gleby i jej rodzaj. Zarówno w wodzie, jak i w glebie znajdować się też mogą zakłócające pomiar zanieczyszczenia.

"Chemical & Engineering News", 39/1997