爆炸物探測裝備技術的發展趨勢研究

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成了巨大威脅，為對付爆炸恐怖襲擊、避免爆炸案件的發生，許多國家采取了廣泛措施，利用各種可能的技術手段對隱藏爆炸物進行探測，爆炸物探測技術隨之得到不斷的發展。但從實踐情況看，有些爆炸物探測裝備在遂行任務中也暴露處一些缺陷和不足，有些爆炸物仍然很難測到，比如爆炸物遠程探測技術。所以加快研究爆炸物探測裝備迫在眉睫。

關鍵詞 爆炸物探測技術 發展趨勢

中圖分類號：TN247 文獻標識碼：A

1現有爆炸物探測技術

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

1.1化學型爆炸物探測技術

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

1.2能量型爆炸物探測技術

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

2改進現有技術

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

2.1 X射線檢測系統

X射線探測技術是根據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、體積和形狀以進一步提高準確度，但由于密度和有效原子序數不能唯一地表征炸藥，因此，即使采用了三維成像技術，其漏報率和誤報率也較高，在實際運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X射線對生物有損傷。因此，在使用上受到很大限制。所以應該對這一檢測系統進行改進，應該研究低劑量X射線系統，檢查物體時使X射線照射受檢物體的時間由原來的幾秒縮短為現在的百分之一到萬分之一秒，然后將圖像增強，高靈敏度攝像機和存儲器同步操作，把一閃即逝的圖像儲存下來，再從監視器上把圖像顯示出來，這樣就能解決原來的X射線系統所遇到的問題。

用X射線進行防爆安全檢查，對于原子序數較高的物品效果較好，而對炸藥本身原子序數低的碳、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。

2.2中子炸藥探測器

中子分析技術的探測系統是根據炸藥含氮量豐富的特點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環境無關，因此，含氮豐富的物質，均易引起誤報（比如尼龍、動物膠、毛制品），即使加上空間分辨技術，對誤報率的改善也不大，有時還要與其它器材結合使用，但它的檢測速度快，效率高，有較高的實用價值。

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現率都較低，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，這方面有待我們進一步加快改進步伐。

3發展新技術

為適應發展，應該開發更先進的爆炸物檢測方法，提供更為先進的檢測系統。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展增大爆炸物品的監測和識別能力的新技術。

3.1仿生學技術

目前經過培訓的防爆犬是檢測爆炸物范圍最廣、靈敏度最高的探測系統。這些犬還可以經過訓練用來檢測人、毒品、燃料和疾病等項目。雖然可以大量使用警犬進行爆炸物檢測，但是由于警犬連續工作時間短、訓練費用高，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，我們應該關注和研究的是檢測爆炸物的能力。國內外已經開始對警犬的這一能力進行仿生學研究，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計新的爆炸物探測系統。

現在美國還研究出利用蜂蜜來進行炸藥探測，因為蜜蜂對花粉很敏感，在幾公里外就能找到花粉的來源，科學人員就是利用蜜蜂的這一特點，經過訓練和培養，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，仿生學技術在爆炸物探測新技術方面還是有發展空間的。

3.2核四極共振技術

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

核四極共振技術類似于核磁共振技術，同時具有比核磁共振更優越的特點，如檢測時不需要磁場，以及同一種原子和在不同的化學環境中具有不同的核四極共振頻率等。到目前為止，實驗上已經對超過1萬種化合物進行過研究，尚未發現其中有相同的共振頻率。因此，利用核四極共振技術探測炸藥，可準確的探測出來，分辨率也會較高，并且由于大多數炸藥均為含氮的固體，實驗已經證明核四極共振技術用于探測炸藥非常有效。核四極共振技術也無輻射性危害。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為是一項比較有效、很有希望取得成功的方法。endprint