Nowoczesne metody wykrywania materiałów wybuchowych w służbie bezpieczeństwa publicznego

• Autorzy: Szczurek M.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.39.3.2015.13

Warianty tytułu

EN

Modern Methods of Detecting Explosive Materials in the Service of Public Safety

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cel: Wskazanie, że – spośród wielu metod wykrywania materiałów wybuchowych (MW) – spektrometria ruchliwości jonów może być jedną z najskuteczniejszych metod detekcji tych materiałów zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i polowych. Projekt i metody: Narzędzia i metody użyte w badaniach – w części badawczej przeprowadzono rejestrację widm ruchliwości jonów (ang. drift time spectrum) za pomocą spektrometru ruchliwości jonów oraz analizę skuteczności identyfikacji materiałów wybuchowych na podstawie serii wykonanych pomiarów. Wyniki: W trakcie badań dokonano krytycznej analizy współczesnych metod wykrywania materiałów wybuchowych, tj. metod elektrochemicznych, chemiluminescencyjnych, optycznych, optoelektronicznych, biochemicznych oraz metod opartych na obrazowaniu terahercowym. Szczególną uwagę poświęcono spektrometrii ruchliwości jonów (ang. ion mobility spectrometry, IMS) oraz zbadaniu skuteczności wykrywania MW za pomocą urządzenia opartego o technikę analityczną IMS. Wnioski: Zagrożenia wynikające z możliwości użycia materiałów wybuchowych przez podmioty godzące w bezpieczeństwo publiczne, np. przez organizacje terrorystyczne, skłaniają do poszukiwania skutecznych sposobów przeciwstawienia się tymże niebezpieczeństwom. Jednym z rozwiązań może być szerokie wykorzystanie metod umożliwiających szybkie wykrywanie materiałów wybuchowych w przestrzeni publicznej. Nie jest to zadanie proste, bowiem w praktyce można się spotkać ze stosowaniem wielu różnych materiałów, surowców oraz systemów detonacji urządzeń wybuchowych, w tym improwizowanych ładunków wybuchowych (ang. improvised explosive devices – IED). Użyte materiały wybuchowe mogą pochodzić z różnych źródeł. Obok klasycznych MW mogą zostać użyte materiały wykorzystywane w górnictwie lub mieszaniny wyprodukowane z powszechnie dostępnych substancji chemicznych. Metody chemii analitycznej wykorzystywane w detekcji materiałów wybuchowych są przydatne głównie w warunkach laboratoryjnych, bowiem opierają się przede wszystkim na wykorzystaniu stacjonarnej aparatury pomiarowej. Spektrometria ruchliwości jonów jest metodą bardziej uniwersalną. Ze względu na swoją specyfikę, tj. chemiczną jonizację pod ciśnieniem atmosferycznym, a tym samym możliwość uproszczenia konstrukcji, stwarza potencjalne możliwości zastosowania w różnych uwarunkowaniach.

EN

Aim: Demonstrate that from the numerous methods of detecting explosive materials, ion-mobility spectrometry can be one of the most effective approaches for use in laboratory and field conditions. Methodology: During research performed and recorded ion mobility spectra (drift time spectrum) with the aid of a spectrometer and conducted an effectiveness analysis of explosive material identification based on a series of performed measurements. Results: A critical analysis of contemporary techniques for detecting explosive materials included: electrochemical methods, chemiluminescent, optical, optoelectronic, biochemical and methods based on terahertz imaging. Special attention was devoted to ion mobility spectrometry (IMS) and to the testing of effectiveness of the IMS analytical technique in the detection of explosive materials. Conclusions: Threats associated with the potential use of explosives by groups endangering public security e.g. terrorist organizations, culminate in a search for effective ways to counteract such hazards. A solution may lie in a broad application of techniques, which facilitate quick detection of explosive materials in public areas. The task is not straightforward because in practice one may encounter the use of numerous materials and detonation systems, including Improvised Explosive Devices (IED). The explosives used may come from various sources. Apart from traditional explosives, materials used in mining as well as mixtures of generally available chemical substances may be used. Analytical chemistry techniques, for use in the detection of explosive materials are effective, mainly in laboratory conditions, because, in essence, the techniques make use of stationery measuring equipment. Ion Mobility Spectrometry is the most universal method. Because of its characteristics; chemical ionisation under atmospheric pressure and simplification of construction, provides a potential for application in diverse conditions.

Słowa kluczowe

PL

materiały wybuchowe; spektrometria ruchliwości jonów; detekcja materiałów wybuchowych

EN

explosive materials; ion-mobility spectrometry; detection of explosive materials

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 3
• Strony: 149--159
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szczurek M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

Bibliografia

• [1] Yinon J., Zitrin S., Modern methods and applications in analysis of explosives, John Wiley and Sons Ltd., New York 1996.
• [2] Mierczyk Z. (red.), Nowoczesne technologie systemów uzbrojenia, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2008.
• [3] Witczak M., Kloske M., Materiały wybuchowe i ich charakterystyka, Kwartalnik „Bellona” Issue 3, 2009.
• [4] Singh S., Sensors – An effective approach for the detection of explosives, “Journal of Hazardous Materials” Vol. 144, 2007.
• [5] Bielecki Z., Kłosowski W., Wojtas J., Optoelektroniczne sensory par materiałów wybuchowych, „Prace Przemysłowego Instytutu Telekomunikacji”, Vol. 60/145, 2010.
• [6] Wojtas J., Bielecki Z., Mikołajczyk J., Szabra D., Rutecka B., Mądrzycki R., Gutowska M., Stecewicz T., Czyżewski A., Projekt sensora par materiałów wybuchowych, „Przegląd elektrotechniczny” (Electrical Review), Issue 11a, 2010.
• [7] Bielecki Z., Janucki J., Kawalec A., Mikołajczyk J., Pałka N., Pasternak M., Pustelny T., Stacewicz T., Wojtas J., Sensors and systems for detection of explosive devices an overview, “Metrology Measurement Systems” Vol. 19, 2012.
• [8] Tadeusiewicz R., Sieci neuronowe, Akademicka Oficyna Wydawnicza RM, Warszawa 1993.
• [9] Cygański A., Metody Spektroskopowe w Chemii Analitycznej, WNT, Warszawa 2002.
• [10] Cieślak G., Rola techniki identyfikacji śladowych materiałów wybuchowych i skażeń, ,,Lotnisko”, Issue 6, 2008.
• [11] Eiceman G.A., Karpas Z., Ion Mobility Spectrometry, CRC Press, Boca Raton 2004.
• [12] Maranda A., Przemysłowe materiały wybuchowe, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2010.
• [13] Maranda A., Cudziło S., Nowaczewski J., Papliński A, Podstawy Chemii Materiałów Wybuchowych, WAT, Warszawa 1997.
• [14] Karpas Z., Ion Mobility Spectrometry: A tool in the war against terror, “Bulletin of the Israel Chemical Society”, Issue 24, December 2009.
• [15] Ewing R.G., Atkinson D.A., Eiceman G.A, Ewing G.J., A critical review of ion mobility spectrometry for the detection of explosives and explosive realted compounds, “Talanta” Vol. 54, 2001.
• [16] IONSCAN 500DT – Instrukcja obsługi, Pimco, Warszawa 2006.