Ноу-хау томских ученых даст фору четвероногим искателям взрывчатки

Статей на сайте: 16445

Бесконтактный. Безопасный. Скрытный. Работающий в режиме нон-стоп. И очень надежный. Всеми этими качествами (читай: пре­имуществами) обладает лидарный детектор, разработанный учеными Сибирского отделения Российской академии наук и Томского государственного университета по заказу Федеральной службы безопасности. Прибор нацелен на быстрое и скрытное обнаружение взрывчатки.

Не метафора. Проза жизни

Превзойти собачий нос. Такая задача была поставлена заказчиком перед учеными на старте реализации амбициозного проекта. Про собачий нос: это не красивая метафора – проза жизни.

Террористическая угроза – угроза номер один в современном мире. Особенно уязвимы воздушные гавани. Последние 16 лет на страже безопасности пассажиров Шереметьева стоят те, о ком многие из нас даже не слышали – собаки Сулимова. Или шалайки, как называют их в шутку. Речь об особой породе ищеек – гибриде шакала и собаки, выведенном советским и российским биологом, специалистом в области кинологии Климом Сулимовым. Собачка без преувеличения уникальная. Маленькая, шустрая, с очень острым нюхом, она находит и идентифицирует восемь видов взрывчатки. Различает причастных к проносу запрещенных веществ по гендерному принципу, что позволяет криминалистам сузить круг подозреваемых. Можно было бы, конечно, и спаниелей натаскать на такие операции. Но их выносливость оставляет желать лучшего – полчаса активной работы, и псу надо отдохнуть. А вот шалайка способна заниматься поисками 15 часов без перерыва. И результаты ее работы впечатляют: одна ошибка на 200 правильных находок.

– Собаки Сулимова, безусловно, хороши в поиске взрывчатых веществ. Но имеется нюанс: она выдает работу силовых служб своим присутствием. Всегда есть риск, что преступник при виде опасности может привести взрывное устройство в действие. Необходимость появления прибора, способного работать незаметно и с высокой степенью надежности, очевидна, – отмечает Александр Ворожцов, заместитель директора Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН (ИПХЭТ СО РАН), профессор ТГУ.

Заказ дан – заказ принят!

В своей научной работе томичи не одиноки. Подобными разработками в разное время занимались их коллеги из Германии, Франции и США. Правда, сильно в этом деле не продвинулись. Перспективное направление в исследованиях по обнаружению взрывчатки задали израильские ученые, которые знают о проблемах терроризма не понаслышке. В лабораторных условиях они показали применимость тонкой спектроскопической технологии для этих целей. Для воздействия на взрывчатку использовался дорогостоящий и малоэффективный источник лазерного излучения. Дальность обнаружения при этом составляла несколько десятков сантиметров. Понятно, что такой прибор далек от практического применения. И тогда возникла идея использовать опыт Института оптики атмосферы имени В. Е. Зуева СО РАН (ИОА СО РАН) в создании сверхчувствительных лидарных систем, многолетних наработок Института сильноточной электроники СО РАН (ИСЭ СО РАН) в области создания эксимерных лазеров, новейших достижений Института химико-энергетических технологий СО РАН (ИПХЭТ СО РАН) в направлении исследования свойств высокоэнергетических материалов и в создании метода дистанционного обнаружения паров и следов взрывчатых веществ, пригодного для практического использования.

Центр специальной техники ФСБ России к 60-летию со дня образования Сибирского отделения РАН наградил томских ученых Александра Ворожцова и Сергея Бобровникова грамотами за разработку прибора для обнаружения взрывчатки.

– Создание прибора для обнаружения взрывчатки, работающего дистанционно и на больших расстояниях, – задача сложная, комплексная. Ни один научный институт в одиночку с ней не справится. Необходима кооперация, – подчеркивает Александр Ворожцов. – Разработка нашего лидарного детектора – результат объединения усилий трех институтов Сибирского отделения РАН и Томского государственного университета.

Проект перспективный. В течение пяти лет разработка велась по инициативе и при финансовой поддержке ФСБ России. Прототип прибора прошел успешные испытания и был передан заказчику. В процессе испытаний были выявлены резервы, намечены пути совершенствования прибора. Сейчас ученые и инженеры разрабатывают новую версию прибора, более чувствительную и более мобильную. Частично эта работа получила поддержку Российского научного фонда. Кооперация усилий институтов осуществлялась в рамках междисциплинарного интеграционного проекта Сибирского отделения РАН.

Уже разработанный метод определения взрывчатки ученые продолжают совершенствовать. Создан новый лабораторный макет прибора. Привычный набор новейших оптических компонентов позволяет легко менять схему в поисках правильного решения очередной задачи. Сейчас это проблема обеспечения безопасности для глаз

Волна особая, не стандартная

Лидарный детектор в исполнении томских ученых состоит из лазерного источника, посылающего зондирующий импульс, приемного телескопа, собирающего оптический отклик, спектрального прибора, выделяющего полезный сигнал, фотоприемника, регистрирующего сигнал обнаружения. Уникальность прибора в том, что он способен дистанционно распознавать редкие молекулы взрывчатого вещества среди огромного множества других молекул и аэрозольных частиц, присутствующих в воздухе. Это качество прибора позволяет сканировать окружающее пространство, находить потенциально опасные предметы и обследовать их на наличие следов взрывчатых веществ.

– Устройство работает как собачий нос, который при дыхании «возмущает» пространство, встряхивает микрочастички, подогревая и испаряя их, и реагирует на них, – поясняет профессор ТГУ и заведующий Центром лазерного зондирования атмосферы ИОА СО РАН Сергей ­Бобровников. – Лазерный луч тоже взаимодействует с частицами, испаряет их и возбуждает молекулы взрывчатки, которые дают уникальный оптический отклик, улавливаемый сверхчувствительным приемником прибора.

– Для того чтобы заставить лазер работать на нужной частоте, пришлось создавать совершенно новый уникальный прибор, впитавший в себя весь многолетний опыт по созданию эксимерных лазеров, – говорит старший научный сотрудник лаборатории газовых лазеров ИСЭ СО РАН Юрий Панченко.

Получился прибор, не имеющий аналогов в мире. Прежде всего потому, что в приборе используются новейшие оптические и лазерные технологии, появившиеся благодаря тесному сотрудничеству сибирских ученых разных научных школ. Специалисты ИСЭ СО РАН смогли создать лазер с уникальными характеристиками, в ИОА СО РАН разработали уникальную приемопередающую систему, в ИПХЭТ СО РАН – технологию подготовки образцов и обеспечили проведение испытаний в условиях полигона.

Еще одна задача, поставленная перед учеными, – прибор должен работать незаметно для окружающих. Лидарный детектор использует для зондирования невидимое глазом ультрафиолетовое излучение. Никто даже не будет знать, что его проверяют. Это важно для работы прибора в местах массового скопления людей.

Испытание лидара ученые проводят в специально оборудованном подземном бункере. В роли террориста – манекен, покрытый фольгой. На поверхности манекена эмитировался след. Проводилось сканирование. При этом проверялась чувствительность и селективность прибора (сможет ли он отличить следы взрывчатки от следов дорожной пыли или остатков парфюмерии)

Пятьдесят плюс

Изначально лидарный детектор был ориентирован на обнаружение опасных веществ по присутствию паров, которые они выделяют. Метод не вполне надежный. Упаковал террорист взрывное устройство более тщательно, и даже суперчувствительный детектор ничего не почувствует. Специалисты научных институтов Томска пошли дальше – «научили» прибор распознавать взрывчатку по следам микрочастиц взрывчатых веществ. Предмет или человек, имеющий на себе ничтожное количество частиц взрывчатки, попадет в зону действия детектора – результат будет одинаковым.

– Находить опасные предметы в багаже можно с помощью рентгена. Сканировать им человека нельзя. Наш прибор способен дистанционно обнаруживать взрывчатку по отпечаткам пальцев. Он настолько чувствителен, что обнаруживает угрозу даже при пятидесятом отпечатке пальца, прикасавшегося к взрывчатке, – говорит научный сотрудник Центра лазерного зондирования атмосферы ИОА СО РАН Виктор Жарков.

Тревожный сигнал поступает на пульт оператора. Следить за работой детектора можно из соседнего помещения. В телескоп вмонтирована специальная камера. Она снимает видео в высоком разрешении и передает изображение на экран монитора.

Работа ученых над усовершенствованием детектора продолжается. Проводятся дополнительные исследования, применяется новые принципы генерации лазерного излучения, уменьшаются габариты и масса.

Ожидается, что в ближайшее время прибор поступит в распоряжение спецслужб. Использовать его можно будет как на открытых стадионах и аренах, так и в закрытых помещениях: в аэропортах, на вокзалах, в метро.

Автор: Екатерина Журавлева
Фото: Вероника Белецкая

RSS статьи.  Cсылка на статью: 

Вы можете пропустить до конца и оставить ответ. Pinging в настоящее время не допускается.

Модератор сайта оставляет за собой право удалять высказывания, нарушающие правила корректного общения и ведения дискуссий..

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2 + 2 =