Российские физики создали уникальный фотоядерный детектор взрывчатых веществ

Российские физики из ФИАНа в сотрудничестве с учеными из ИЯИ РАН, НИИ ЯФ МГУ и ИФВЭ создали уникальный фотоядерный детектор скрытых взрывчатых веществ. Прибор может быть использован как для обнаружения взрывчатки в багаже авиапассажиров, контейнерах и прочих видах закрытой тары, так и в качестве мобильного детектора взрывчатых веществ для гуманитарного разминирования местности.

Как пишет Федеральный интернет-портал "Нанотехнологии и наноматериалы", с помощью разработанной в ФИАНе запатентованной методики удается получить "портреты" облученных химических соединений. Сравнивая сигнал детектора с такими "портретами", удается не только выделить взрывчатку на фоне безобидных веществ, содержащих азот и/или углерод, но даже установить конкретный тип взрывчатого вещества.

Суть фотоядерного метода, лежащего в основе работы созданного прибора пояснилРуководитель проекта, кандидат физ.-мат.наук Валерий Раевский: "Если облучить закрытую тару высокоэнергичным пучком гамма-излучения, то на ядрах азота и углерода, входящих в состав взрывчатых веществ и природных наркотиков, будут образовываться изотопы бора (12B) и азота (12N). Эти элементы обладают очень короткими временами жизни, менее 20 мс, что позволяет отделить сигналы от их распада от сигналов других радионуклидов, возникающих в облученном веществе. Таким образом можно получить информацию, которая позволяет заподозрить присутствие взрывчатых веществ".

Ученый утверждает, что гамма-кванты, используемые в качестве щупа, обладают очень высокой проникающей способностью. Это позволяет обнаруживать взрывчатые вещества, даже когда они скрыты протяженными слоями металлов, воды и грунта и т.п. Если сделать облучающий луч достаточно узким, то можно реализовать режим сканирования, а это позволит определять точное местоположение взрывчатого вещества и даже форму заряда.

Впервые использование фотоядерного метода для обнаружения скрытых взрывчатых веществ было предложено в 1985 году лауреатом Нобелевской премии Луисом Альваресом. Сотрудники ФИАН, кандидаты физ.-мат.наук Александр Карев и Валерий Раевский, заинтересовавшись им, "заразили" этим интересом и своих коллег из других институтов (ИЯИ РАН, НИИ ЯФ МГУ и ИФВЭ).

Финансирование работа получила после террористического акта 11 сентября 2001 года, тогда интерес к российской разработке выказала Национальная лаборатория им. Лоуренса в Ливерморе (США). В итоге работа российских ученых была включена в план финансирования в рамках правительственной программы США "Инициатива в области нераспространения оружия массового поражения" и получила грант от Американского фонда гражданских исследований и разработок.

"В настоящее время изготовлен первый прототип прибора. Все его части, а это компактный ускоритель электронов (разрезной микротрон), детектор вторичного излучения и блок обработки сигналов, работают в штатном режиме. По расчетам наших американских коллег всего одна такая детектирующая установка сможет обеспечить работу самого большого Нью-Йоркского международного аэропорта им. Джона Кеннеди", - рассказывает руководитель проекта.

Время досмотра одной единицы багажа с помощью разработанной установки составит всего 2 секунды. Это делает такой детектор идеальным средством обеспечения безопасности аэропортов и вокзалов. Основным партнером по разработке является США. Для того чтобы обеспечить установками все 2030 аэропортов страны, нужно будет выпускать около 200 установок в год.

Однако есть заказы и от других государств, в частности, от Саудовской Аравии, Малайзии и Турции. Самой же важной задачей ближайшего времени является сооружение первой рабочей установки. Это планируется сделать в США в течение года.

Фотоядерная методика поиска скрытых взрывчатых веществ может быть использована и для создания роботизированного мобильного комплекса для гуманитарного разминирования - серьезной проблемы более чем для 60 стран.

Проведенное в ФИАНе компьютерное моделирование показало, что чувствительность и надежность такой системы полностью удовлетворяет стандартам ООН к качеству очистки территории от взрывоопасных предметов. По сравнению с повсеместно используемым ручным методом поиска мин применение автоматизированного детектора резко уменьшит риск проведения работ и во много раз увеличит их скорость.

Подготовлено по материалам: www.uznayvse.ru