Кіріспе

Жарылғыш заттарды анықтау – контейнерде жарылғыш заттардың болуын анықтауға арналған, бұзылмайтын тексеру әдісі. Жарылғыш заттарды анықтау көбінесе әуежайларда, порларда және шекара бақылауында қолданылады.

Колориметрия және автоматтандырылған колориметрия

Жарылғыш заттарды анықтау үшін колориметриялық тест жиынтықтарын пайдалану – жарылғыш заттарды анықтаудың ең бекітілген, ең қарапайым және ең көп қолданылатын әдістерінің бірі. Жарылғыш заттарды колориметриялық түрде анықтау белгісіз материалға немесе сынамаға химиялық реагентті қолданудан және түстік реакцияны бақылаудан тұрады. Көбінесе түстік реакциялар белгілі болып келеді және пайдаланушыға жарылғыш материалдың бар екенін, сондай-ақ көп жағдайда материалдың қандай жарылғыш заттар тобынан екенін көрсетеді. Жарылғыш заттардың негізгі топтарына нитроароматты, нитрат эфирлі және нитраминді жарылғыш заттар, сондай-ақ бейорганикалық нитрат негізіндегі жарылғыш заттар жатады. Басқа топтарға хлораттар мен пероксидтер кіреді, олар нитро негізіндегі жарылғыш заттар емес. Жарылғыш заттардың құрамында көбінесе азот болатындықтан, оларды анықтау әдетте азотты қосылыстарды анықтауға негізделеді. Осының салдарынан, дәстүрлі колориметриялық тесттердің бір кемшілігі бар: кейбір жарылғыш қосылыстар (мысалы, ацетон пероксиді) азотты қамтымайды және осы себепті анықтау қиынға соғады.

Иттер

Арнайы жаттықтырылған иттер өте сезімтал мұрындары арқылы жарылғыш заттарды анықтауға қолданылуы мүмкін. Олар өте тиімді болғанымен, ит шаршағанда немесе жалыққанда олардың тиімділігі төмендейді. Бұл иттерді арнайы дайындалған бапкерлер бірнеше кең таралған жарылғыш материалдардың иісін анықтауға және осы иістердің біреуін сезгенде бапкерлеріне хабарлауға үйретеді. Иттер «табыс» болғанда, оларға үйретілген әрекетті жасайды – көбінесе пассивті жауап, мысалы, отырып күту. Жарылғыш заттарды анықтауға арналған иттер 1970 жылы Вашингтон қаласындағы Полиция департаментінде сол кездегі бапкер Чарльз Р. Киршнердің бастамасымен пайда болды. Жарылғыш заттарды анықтауға арналған иттер алғаш рет 1959 жылы генерал Константиннің басшылығымен Алжирде қолданылды. Жақындағы зерттеулер, екіншілік электроспрей иондау (SESI MS) сияқты массалық спектрометриялық буды талдау техникалары, жарылғыш заттарды анықтау үшін иттерді даярлауға көмектесе алады деген жорамал жасады.

Бал аралары

Бұл тәсіл оқытылған бал араларын стратегиялық реакцияны бақылау үшін озық бейне компьютерлік бағдарламамен үйлестіреді. Оқытылған аралар 2 күн бойы жұмыс істейді, содан кейін олар өз ұяларына қайтарылады. Бұл тиімділігі дәлелденген жүйе әлі коммерциялық қолжетімділікте жоқ. Биотехнологиялық фирма Inscentinel аралартың ессіз итке қарағанда тиімдірек екенін мәлімдейді.

Механикалық иіс анықтау

Әртүрлі жарылғыш заттардың іздерін анықтау үшін бірнеше машиналар жасалған. АҚШ әуежайларында көрініп тұрғандай, осы мақсаттағы ең көп қолданылатын технология – иондық жылдамдық спектрометриясы (IMS). Бұл әдіс молекулалар ионданып, содан кейін вакуумдағы электр өрісінде қозғалатын массалық спектрометрияға (MS) ұқсас, бірақ IMS атмосфералық қысымда жұмыс істейді. IMS-та ионның электр өрісінде белгілі бір қашықтықты жүріп өтуге кеткен уақыты сол ионның өлшем мен заряд арақатынасын көрсетеді: көлденең қимасы үлкен иондар атмосфералық қысымда көбірек газбен соқтығысып, сондықтан баяу жылдамдыққа ие болады. Газ хроматографиясы (GC) көбінесе жоғарыда талқыланған анықтау әдістерімен бірге қолданылады, бұл молекулаларды анықтау алдында бөлуге мүмкіндік береді. Бұл детектордың тиімділігін арттырады және деректердің қосымша өлшемін ұсынады, себебі молекуланың GC арқылы өтуіне кеткен уақыт оның идентификациясын анықтау үшін индикатор ретінде пайдаланылуы мүмкін. Алайда, GC әдетте баллонмен жеткізілетін газды қажет етеді, бұл логистикалық қиындықтар тудырады, себебі баллонды үнемі толтырып отыру қажет. Дала жағдайында жұмыс істейтін GC бағаналары атмосфералық газдардың және тотығудың әсеріне ұшырап, стационарлық фазаның шығып кетуіне бейім. Бағаналар сондай-ақ өте жылдам болуы керек, өйткені көптеген қолданулар толық талдауды бір минуттан кем уақытта аяқтауды талап етеді.

Спектрометрия

Иондық қозғалыс спектрометріне (IMS) негізделген технологияларға иондық тұзақты қозғалыс спектрометриясы (ITMS) және дифференциалдық қозғалыс спектрометриясы (DMS) жатады. Күшейтілген флуоресцентті полимерлер (AFP) молекулалық тану арқылы полимердің флуоресценциясын "өшіру" немесе сөндіру үшін қолданылады. Химилюминесценция 1990 жылдары жиі қолданылған, бірақ кең таралған ИМС-ке қарағанда сирек қолданылады. Массалық спектрометрияны кішірейтуге, сенімді етуге және оны далалық қолдану үшін қолжетімді етуге бірнеше әрекеттер жасалып жатыр; мысалы, ультракүлгін сәуледе көк түспен флуоресценттелетін, бірақ азот тобымен реакцияға түскенде түссіз болатын аэрозоль полимері. Бір техника күдікті материалдың әртүрлі аймақтарындағы шағылысқан ультракүлгін, инфрақызыл және көрінетін жарық өлшемдерін салыстырады. Бұл әдіс иіс сезу әдістеріне қарағанда артықшылыққа ие, себебі үлгіні дайындау қажет емес. Осы әдісті пайдаланатын портативті жарылғыш затты анықтағышқа патент алынған. Массалық спектрометрия ең перспективалы жаңа спектрометриялық техника ретінде қарастырылады.

Рентгендік аппараттар

Компьютерлік осьтік томографияны пайдаланатын арнайы жасалған рентген аппараттары заттардың тығыздығын қарастырып, жарылғыш заттарды анықтай алады. Бұл жүйелер арнайы бағдарламалық жасақтамамен жабдықталған, олар жарылғыш заттар қауіптерінің кітапханасын және операторларға арналған қауіпті жою протоколдарына көмектесетін түрлі түсті кодтауды қамтиды. Рентгендік сәулелерді анықтау детонаторлар сияқты байланысты компоненттерді анықтау үшін де қолданылады, бірақ егер мұндай құрылғылар басқа электрондық жабдықтардың ішінде жасырылса, оны анықтау қиын болуы мүмкін. Соңғы кезде рентгендік суреттердегі қауіптерді автоматты түрде анықтайтын машиналық оқыту алгоритмдері әзірленді.

Нейтрондық белсендіру

Арнайы жасалған машиналар күдікті жарылғыш заттарды нейтрондармен бомбалайды және пайда болған гамма-сәулеленудің ыдырау белгілерін оқып, сынаманың химиялық құрамын анықтайды. Нейтрондық белсендіру талдауының алғашқы дамыған түрлері төмен энергиялы нейтрондарды азот, хлор және сутегінің арақатынастарын анықтау үшін пайдаланады және бұл әдіс көптеген дәстүрлі жарылғыш заттарды анықтаудың тиімді құралы болып табылады. Алайда, көміртек пен оттегінің термиялық нейтрондармен өзара әрекеттесу қимасының өте төмен болуы осы техниканың белгісіз заттарда олардың мөлшерін анықтау мүмкіндігін шектейді. Террорлық ұйымдар осы себепті IED құрылғыларын жасауда азоттан айырылған жарылғыш заттарды, мысалы TATP-ті пайдалануға бейім. Эксперименттік процедураны өзгерту көміртек және оттегі негізді заттарды анықтауды жеңілдете алады (мысалы, жылдам нейтрондардан анықтамалы гамма-сәулелерін алу үшін серпімді шашырауды қолдану, термиялық нейтрондармен болатын қарапайым жұтылудан өзгеше), бірақ мұндай өзгерістер оларды кеңінен енгізуге кедергі келтіретін әлдеқайда күрделі және қымбат жабдықты талап етеді.

Жарылғыш заттарды ізін анықтау үшін кремнийлі наножиектер

Өрістік эффектті транзисторлар ретінде жасалған кремнийлі наносымдар, ТНТ, ПЕТН және РДХ сияқты жарылғыш заттарды иттің сезімталдығынан асып түсетін деңгейде анықтай алатыны көрсетілді. Бұл әдіс мақсатты жарылғыш затты қамтитын сұйық немесе газды, ондағаннан жүздеген кремнийлі наносымдардан тұратын сезікталғыш элементтері бар чиптің бетінен өткізу арқылы жүзеге асырылады. Жарылғыш материалдың молекулалары наносымдардың бетімен әрекеттесіп, наносымның электрлік қасиеттерінде өлшенетін өзгерістерге себеп болады.

Анықтауға арналған құралдар

Жарылғыш заттар жасалған кезде оларды анықтауды жеңілдету үшін анықтағыш таңбашы қосылуы мүмкін. 1991 жылғы Монреаль конвенциясы – жарылғыш заттар өндірушілерін осыны жасауға міндеттейтін халықаралық келісім. Мысалы, Semtex қазір DMDNB анықтағыш таңбашысы қосылған күйінде шығарылады. DMDNB – иттің оған сезімталдығы жоғары болғандықтан, көп қолданылатын таңбашы. Ұлыбританияда осыған қатысты заңнама – 1996 жылғы «Анықтау үшін пластикалық жарылғыш заттарды таңбалау қағидалары».

Жалған құрылғыларды анықтау құрылғылары

АҚШ Әділет министрлігі Ұлттық Әділет Институтының «Құқық қорғау органдарына арналған коммерциялық жарылғыш заттарды анықтау жүйелерін таңдау жөніндегі нұсқаулық (NIJ Guide 100 99)» басылымында, «жалған» жарылғыш заттарды анықтау жабдықтарының күдікті тұтынушыларға сатылуы туралы ескертті. Бұл есепте Quadro Tracker деп аталатын құрал туралы айтылады, ол ішкі жұмыс істейтін бөліктері жоқ, еркін айналатын радио антеннасы бар және көрінеу таған болып табылады. 2005 жылдың 8-9 тамызында АҚШ-тың Терроризмге қарсы технология жөніндегі жұмыс тобы арқылы Әскери-теңіз күштерінің жарылғыш заттарды жою техникалық бөлімі SNIFFEX құралын сынап көрді және «SNIFFEX қолға ұсталатын детекторы жұмыс істемейді» деген қорытындыға келді. Әлемде сауалнамаға сенедін көптеген адам бар: бұтақталған таяқтарды, иілгіш таяқтарды және маятниктерді пайдалану арқылы жер астындағы суды және басқа материалдарды іздеудің ежелгі тәжірибесі. Олар түрлі материалдарды табу үшін әртүрлі әдістерді қолдануға болады деп есептейді. Сауалнама жасаушылар құрылғының кез келген жасырылған аномалияға жауап беретінін, ал құрылғыны ажырата білу үшін көп жылдық тәжірибе қажет екенін (құрылғыны ізделіп отырған материалдарға ғана жауап беруге мәжбүрлеу қабілеті) айтады. Заманауи сауалнама жасаушылар өз құрылғыларының ажырату қабілетін арттыру үшін жаңа әдістерді әзірлеп келеді. Бұл жаңа әдістерге молекулалық жиілік дискриминациясы (МЖД) және гармоникалық индукциялық дискриминация (ГИД) жатады. МЖД түрлі формаларда көрінеді, мысалы, құрылғының тұтқасына ізделіп отырған материалдың Polaroid суретінің фотокопиясын салу немесе жиілік генераторларымен (функция генераторларымен) бірге сауалнама таяқтарын пайдалану. Жарылғыш заттар сияқты нақты материалдарды (немесе кез келген материалды) анықтайтын құрылғы жасауға жасалған бұл әрекеттердің ешқайсысы бақыланатын, қос соқыр ғылыми сынақтарда сәтті болған жоқ. Шындығында, осы өнертабыстардың барлық сынақтары осы құрылғылардың кездейсоқ нəтижеден артық нәтиже көрсетпейтінін көрсетті. Ирак пен Таиландта көптеген жалған таяқша тәрізді детекторлар кеңінен қолданылды, әсіресе ADE 651 және GT200, олардың жүздеген адамдарды өлтірген және мыңдаған адамдарды жарақаттандырған бомбаларды анықтауда сәтсіз болғандығы туралы хабарлар тарады. Жалған таяқша тәрізді детекторлардың басқа да атаулары: ADE101, ADE650, Alpha 6, XK9, SNIFFEX, HEDD1, AL 6D, H3TEC, PK9.