Transcript Detektory stopových častíc

Detektory rádioaktívneho žiarenia
Detektory
bezpečnostnej
rádioaktívneho
prehliadky
pre
žiarenia
vyhľadávanie
sa
používajú
rádioaktívneho
ako
doplnok
materiálu
-
kontrabandu, ukrytého v batožine. Bývajú scintilačné alebo polovodičové,
založené na rovnakých základných princípoch ako detekčné elementy röntgenov.
Tu sa však samozrejme nejedná o žiadnu radu či mozaiku elementov
vytvárajúcich obraz, ale len o jeden detekčný prvok, ktorý je ale citlivejší v širšej
oblasti elektromagnetického spektra a ktorý detekuje prenikavé žiarenie vydávané
rádioaktívnym materiálom nachádzajúcim sa v blízkosti detektoru.
V rámci automatickej kontroly sa detektor umiestňuje v blízkosti pásu, čo
nebýva ďaleko od röntgenu. Musí sa preto dať pozor na možné falošné poplachy,
spôsobené spätne rozptýleným žiarením od prípadného väčšieho množstva
materiálu s nižším protónovým číslom nachádzajúceho sa v susednej batožine,
ktorá je práve presvecovaná röntgenom.
1
Ionizujúce žiarenie sa detekuje a jeho veličiny sa merajú v príslušných
jednotkách s využitím fyzikálnych vlastností zariadení a ich reakcií s rôznymi
látkami.
Dozimetrické prostriedky umožňujú získavať postačujúce informácie
o stupni ožiarenia osôb a radiačnú situáciu v priebehu zásahu na mieste udalosti
a
zdroj
ionizujúceho
žiarenia.
Výsledky
získané
meraním
pomocou
dozimetrických prostriedkov sú základom pre hodnotenie účinkov ionizujúceho
žiarenia na ľudský organizmus.
Známe sú tri základné druhy rádioaktívneho žiarenie a to alfa, beta a gama.
2
Pre meranie alebo zisťovanie rádioaktívnych látok, kde sa ionizačné
žiarenie detekuje na základe jeho ionizačných účinkov, sa používajú detektory. V
detektore sa mení energia dopadajúceho ionizujúceho žiarenia na elektrický
signál tak, aby mohol byť spracovaný, zaregistrovaný a vyhodnotený.
Detektory môžeme rozdeliť na dva základné druhy a to kontinuálne a
integrálne.
Kontinuálne detektory podávajú priebežnú informáciu o okamžitej hodnote
detekovaného žiarenia. Po ukončení ožarovania detektora klesne výstupný
signál na nulu.
Pri integrálnych detektoroch sa hodnota signálu zväčšuje s časom, počas
ktorého je detektor ožarovaný t.j. úmerne dávke, expozícii a pod. Po ukončení
ožarovania zostáva informácia uchovaná v detektore po celú dobu, ktorou bol
detektor žiareniu vystavený. Integrálne detektory sa uplatňujú najmä v osobnej
dozimetrii a radiačnej chémii.
3
Podľa princípu detekcie sa najpoužívanejšie detektory ionizujúceho žiarenia
môžu rozdeliť do troch hlavných skupín:
 Elektrické detektory sú založené na látkach, ktoré pôsobením
ionizujúceho žiarenia menia niektoré svoje elektrické vlastnosti napr.
vodivosť.
K
tomuto
druhu
detektorov
patria
ionizačné
komory,
proporcionálne a Geiger-Mullerove počítače, kryštálové a polovodičové
detektory.
 Scintilačné
detektory
sú
založené na
látkach, v ktorých
pôsobením ionizujúceho žiarenia vzniká luminiscenčná scintilácia. Svetelný
signál sa prevádza na elektrický a ďalej sa spracúva.
 Samostatné detektory sú založené na látkach, ktoré dlhodobo menia
svoje vlastnosti (farbu, zloženie, objem) pôsobením ionizujúceho žiarenia.
4
Detektory stopových častíc
(detektory výbušnín a drog)
Detektory stopového (nepatrného) množstva častíc záujmových látok sa
v rámci bezpečnostných prehliadok používajú na zisťovanie prítomnosti a k
prípadnému určeniu druhu predovšetkým výbušnín a drog. V bezpečnostnej praxi
sú detektory stopových častíc obyčajne nazývané detektory výbušnín (či
detektory drog). Nie sú vôbec iba predbežnými analyzátormi fyzicky nájdeného
materiálu podozrivého z toho, že sa jedná o výbušninu či drogu. Naopak
pomáhajú obsluhe pri kontrole objektov nájsť prípadne ukryté výbušniny či drogy
alebo i upozorniť na to, že v poslednej dobe, hoci aj pred niekoľkými dňami,
prišiel kontrolovaný objekt do styku s týmito záujmovými látkami.
5
Napríklad osoba manipulujúca s výbušninou či drogou má mikroskopickými
zvyškami týchto látok kontaminované ruky. Tieto zvyšky by boli druhý deň
pravdepodobne detekované, i keby si medzi tým umyla ruky. Hlavným hnacím
záujmom pri vývoji týchto detektorov bola detekcia výbušnín. Vyvinuté princípy
sa ale vo väčšine prípadov dali využiť, rovnako ako pri röntgenoch, aj pri detekcii
drog, niekedy aj iných látok.
Obr. 4.10 Odber vzoriek pre detekciu stopových častíc výbušniny
6
Odber vzoriek
Spoločnou a veľmi podstatnou fázou detekcie všetkých týchto
detektorov je odber vzoriek. Teda akým spôsobom nazhromaždiť a dostať do
prístroja častice hľadaných látok z vnútrajšku či povrchu kontrolovaného objektu.
Hľadaná látka sa môže nachádzať vo forme pár, aerosólu či častíc prichytených
na povrchu.
Ak pominieme metódu „mokrej“ chémie, tak pôvodne bolo hlavným
spôsobom odberu vzoriek pre fyzikálne prístroje nasávanie pár z tesného okolia
povrchu kontrolovaného objektu, hlavne v blízkosti rôznych štrbín do vnútrajšku
objektu alebo pomocou výmenných dutých ihiel priamo z vnútrajšku objektu. Toto
je výborná metóda pre látky s vyššou tenziou pár pri danej teplote objektu (látky
viac prchavé).
7
Vysokú tenziu pár majú napríklad nitroglycerín (NG -používaný v dynamite),
ethylen glykol dinitrát (EGDN). V drvivej väčšine prípadov malý prúd pár stačiaci
k ich zaregistrovaniu a prípadne i analýze - uniká z batožiny, v ktorej sú ukryté.
Pentrit alebo hexogén obsiahnutý v plastických výbušninách sa pri izbovej teplote
vyparujú tak nepatrne, že ich pary sú prakticky nedetekovateľné.
Obr. 4.11 Prechádzajúci tunelový detektor osôb s odberom vzoriek nasávaním pár
8
S rastúcim používaním plastických trhavín sa ukázala nutnosť ešte
ďalšieho spôsobu odberu vzorky. Čisté vojenské výbušniny ako oktogén,
hexogén a plastické trhaviny z nich vyrobené, ale i priemyslové typy trhavín na
báze dusičnanu amónneho, majú tenziu pár malú. Oklamať detektor môže i
obklopenie výbušniny účinným sorbentom (aktívne uhlie).
Medzi najznámejšie plastické výbušniny patrí Semtex, vojenská C-4 či
Detasheet, dodávaná v štvrť palca hrubých plátoch. C-4 obsahuje výbušnú
zložku hexogén (RDX), Detasheet obsahuje pentrit (PETN) a Semtex môže
obsahovať obe tieto zložky, záleží na jeho druhu. Plastické výbušniny a
nitrotoluény majú tenziu pár veľmi malú, rádovo v koncentrácii niekoľkých častíc
na bilión až miliardu. Detekcia ich pár pri bežných teplotách je teda prakticky
nemožná. Preto sa do nich pri výrobe pridávajú značkovače výbušnín
odporúčané medzinárodnou civilnou leteckou organizáciou (International Civil
Aviation Organization - ICAO), ktorých tenzia pár je už vysoká.
9
Podľa v roku 1998 ratifikovaných Montrealských dohôd o značkovaní
plastických a gélových výbušnín musia byť značkované ako tieto druhy výbušnín
určené pre bežné použitie, tak i tieto druhy výbušnín uložené vo vojenských
skladoch a určené pre bojové použitie. Neznačkované výbušniny sa môžu
vyrábať a skladovať len pre vymenované účely a podliehajú špeciálnej evidencii.
Rovnako nebude vždy možné spoliehať na toto značkovanie plastických
výbušnín. Spoľahlivejšia je ich detekcia ako pevnej kontaminácie. Vhodným
spôsobom pre odber vzorky je v prípade plastických výbušnín oter
povrchu kontrolovaného objektu špeciálnym filtrom. U objektu, ktorý s nimi
prišiel v poslednej dobe do styku, je totiž veľmi vysoká pravdepodobnosť, že na
jeho povrchu budú drobné zvyšky častíc týchto výbušnín. Povrch sa tiež môže
otrieť bavlnenou rukavičkou, z ktorej sa potom vzorka nasaje na filter. V prípade
kvapaliny sa v nej filter mierne namočí (týka sa hlavne detekcie drog).
10
Ako efektívna sa ukazuje kombinácia dvoch spôsobov odberu vzoriek:
súčasný oter povrchu a nasávanie okolitého vzduchu pomocou ručného vysávača
cez vhodný filter (či špeciálny kolektor). Tieto vysávače majú filter na vstupe
sacieho otvoru, takže keď týmto vysávačom prechádzame po povrchu
kontrolovaného objektu, dochádza k odberu vzorky oterom. Naviac je cez tento
filter nasávaný vzduch obsahujúci pary i povrchový prach a hľadané častice sa na
ňom
zachytávajú.
Možnosti
detekcie
môže
zvýšiť
zahriatie
povrchu
kontrolovaného objektu tepelným žiaričom. Dosiahnutá teplota (napr. 67 °C) sa
kontroluje infračerveným senzorom. Odber vzoriek môže trvať niekoľko sekúnd
až, u veľkých objektov alebo rozľahlejších plôch, niekoľko minút.
11
Po odobratí vzorky sa uskutočňuje jeho desorpcia z filtra. Filter
(kolektor),
nachádzajúci sa
v
automatickej desorpčnej jednotke,
je
zahrievaný a je cez neho hnaný prúd vzduchu. To spôsobuje vyparovanie
častíc drog a výbušnín a ich strhávanie prúdom vzduchu do analyzačného
prístroja. Výška teploty musí zaistiť dostatočnú desorpciu všetkých
detekovaných látok, nesmie však prekročiť teplotu ich rozkladu. Teplota
desorpcie sa volí okolo 230°C.
12
Detekcia výbušnín a drog chemickou reakciou
Detekcia výbušnín a drog klasickou „mokrou“ chémiou je samozrejme
najstaršou metódou ich detekcie aj u radovej polície. Väčšina súprav je určená len
pre preukázanie, že nájdená látka je určitou výbušninou či drogou. Niektoré
moderné chemické detekčné súpravy sú však priamo určené k vyhľadávaniu
zvyškových stopových častíc, teda k bezpečnostnej prehliadke.
Obr. 4.12 Odber vzoriek oterom pre detekciu výbušnín chemickou reakciou
13
Pre detekciu výbušnín aj drog majú tieto prostriedky najčastejšie formu
súpravy činidlových roztokov alebo súpravy sprejov.
Filtračným (či lepiacim) papierikom sa odoberie vzorka z povrchu
kontrolovaného objektu a z kvapátok či sprejov sa na neho nanášajú chemikálie
podľa návodu. Podľa výsledných sfarbení sa usudzuje na prítomnosť častíc
výbušnín či drog . Treba poznamenať, že chemické súpravy obsahujú i žieraviny
a majú obmedzenú dobu skladovania. Ich veľkou výhodou je nízka nákupná
cena. Nevýhodou nízka citlivosť a selektívnosť.
Tenkovrstvová chromatografia je detekčná metóda založená na
rôznom
postupe
jednotlivých
druhov
molekúl
analyzovanej
látky
chromatografickým prúžkom. Aj keď je, ako ďalej uvidíme, prípadná pozitívna
detekcia signalizovaná príslušným sfarbením koncového detekčného elementu
chemickou reakciou, nie je to klasická chemická metóda, pretože hlavná časť
detekcie prebieha (fyzikálno-chemicky) ešte pred týmto prípadným sfarbením.
14
Možným prevedením tenkovrstvovej chromatografie sú stierky-detektory
jednorázového použitia, veľkosti ceruzky, štyroch druhov, z ktorých každý vždy
preukáže pripadnú prítomnosť príslušného druhu drogy (kokaín, opiáty, konope,
amphetamíny). Povrch prehliadaného objektu sa otrie stieracou časťou
detektoru, na ktorej sa zachytia prípadné čiastočky drogy. Analýza potom trvá
okolo 2 minút.
Poznámka: Tieto stierky možno využiť i dopravnou políciou pre
orientačnú skúšku, či kontrolovaná osoba (vodič) nie je pod vplyvom drog.
Vzorka sa odoberá oterom o spotenú časť tela a ak sú v pote obsiahnuté stopy
danej drogy, okienko sa po chvíli sfarbí. K chybe dochádza len vtedy, pokiaľ sa
stopy drogy ešte nestačili dostať do potu alebo naopak pokiaľ sa daná osoba
dlho neumývala a v zaschnutom pote sú stále ešte stopy drog. Podobný
prostriedok odoberá vzorky sa realizuje zo slín pomocou lízatka alebo tyčinky s
kúskom polyuretánu na konci. (www.avitarinc.com)
15
Tiež nájdenie ukrytých drog môže byť zložitá úloha, a to aj keď sú v jasne
identifikovateľnej forme. Ich nájdenie môže byť ďaleko ťažšie, pokiaľ sa
nachádzajú v menej identifikovateľnej forme - zmiešané s inými látkami, ako
plasty, rozpúšťadlá, poľnohospodárske výrobky a inými neškodne sa javiacimi
objektmi. Takáto zmes môže potom byť vytvarovaná do podoby sanitárnej
keramiky a pod. Alebo napríklad kokaín je ľahko rozpustný v olejoch, alkohole,
niektorých riedidlách, terpentíne, olivovom oleji, acetóne a asi 2% rozpustný v
rope. Práve tu vystupuje do popredia nevyhnutnosť vyspelých detektorov
stopových častíc.
16
Nie vždy je pri detekcii výbušnín potrebný ručný odber vzoriek.
Existujú aj detektory stopových častíc výbušnín s automatizovanou
prevádzkou. Prvý typ je pásový, tunelový pre batožiny a druhý priechodný,
väčšinou tunelový pre osoby. V oboch prípadoch sa skúmaný objekt
(batožina alebo osoba) musí na niekoľko sekúnd zastaviť v kontrolovanom
priestore a je ofukovaný prúdom teplého vzduchu, ktorý je potom nasávaný a
analyzovaný. Pokiaľ predpokladáme prchavé druhy výbušnín, sú výhody tejto
automatickej detekcie stopových častíc zrejmé, problémom však zostanú
plastické výbušniny.
17
Výnimkou je vzácnejší postup prehliadky batožiny nakladanej do
nákladných priestorov lietadiel. Batožina sa uzavrie do vzduchotesnej komory,
z ktorej sa potom odčerpáva vzduch. Podtlak môže spôsobiť predčasnú
iniciáciu niektorých nástražných výbušných systémov už na zemi a odčerpaný
vzduch poskytuje najmä ku koncu čerpania vyššiu pravdepodobnosť výskytu
častíc výbušniny z vnútrajšku batožiny.
Automatizovaná detekcia stopových častíc u batožiny sa neujala,
pretože v tomto prípade je k dispozícii viacero iných spoľahlivejších princípov
automatickej detekcie. Vyspelé röntgeny ale, ako uvidíme ďalej, aj jadrová
kvadropólová rezonancia a pod.
18
U batožiny sa prakticky používa len spoľahlivý starostlivý ručný
odber vzorky oterom (prípadne s nasávaním). Z kapacitných dôvodov len u
obmedzeného počtu batožiny, ktorá bola predtým inou metódou, obyčajne
röntgenom, vytipovaná ako podozrivá.
Pre prehliadku osôb však v súčasnej dobe nie je k dispozícii iný
princíp, určujúci, hoci s určitou pravdepodobnosťou, prítomnosť výbušniny.
Automatická detekcia môže byť v diskrétnom prevedení - prúd teplého
vzduchu v medzidvernom vstupe, ralizovaná na základe princípov :
19
- elektrónového záchytu : Tá sa používa len pre detekciu výbušnín a
vzhľadom k minimálnej selektívnosti (rozlišovaniu druhov látok), musí byť
doplnená o nejaký princíp predselekcie (napr. predselekcia polopriepustnou
membránou) alebo predkoncentrácia (napr. predkoncentrácia absorpcií na
špeciálnom povrchu) hľadaných častíc,
- plynová chromatografia : (u detektorov stopových častíc skôr duálna
plynová chromatografia) je tak účinná, že sa tento pojem stáva súčasťou názvu
detektorov.
- spektrometria pohyblivosti iontov : Asi najperspektívnejšou metódou.
Je to metóda dostatočne citlivá, selektívna, rýchla a umožňuje stavbu aj
ručných prístrojov.
- hmotnostná
spektrometria :
Aj
na
tomto
princípe
existujú
detektory výbušnín a drog pre bezpečnostné prehliadky. Sú to však prístroje
rozmerné, hmotné, so značnou spotrebou elektrickej energie a predovšetkým
drahé.
20
Jadrová kvadropólová rezonancia pre detekciu
výbušnín a drog
Pomocou
tejto
metódy
môžeme
prostredníctvom
elektromagnetických polí v oblasti rádiových vĺn zisťovať zastúpenie
niektorých atómových jadier nachádzajúcich sa v daných chemických väzbách
v skúmanom priestore. Nejedná sa o jadrovú reakciu - reakciu, pri ktorej by
dochádzalo k zmenám zložení jadra. A to bez ohľadu na ich priestorové
rozloženie v tomto priestore. Pre policajno-bezpečnostné účely sa vyhľadávajú
jadrá dusíka nachádzajúce sa v chemických väzbách napríklad pentritu,
hexogénu, kokaínu a pod. Používajú sa pásové tunelové prevedenia pre
prehliadku batožiny. Prevedenia pre prehliadku osôb alebo pre vyhľadávanie
mín v teréne sú vo vývoji.
21
Jadrová kvadropólová rezonancia sa uvádza ako forma technológie
jadrovej magnetickej rezonancie známej napríklad z medicíny. Na rozdiel od nej
sa ale kvadropólová rezonancia zaobíde bez silného magnetického poľa, ktoré
by mohlo poškodiť niektoré predmety v kontrolovanej batožine. A i v ďalších
veciach je dosť odlišná.
Pri jadrovej kvadropólovej rezonancii vyšle vysielač do priestoru
batožiny zložitý impulz rádiových vín nízkej intenzity. Pôvodná kľudová
orientácia osí rotácie atómových jadier skúmaných látok je týmto impulzom
narušená. Ako sa jadrá nasledovne snažia samé seba spätne zrovnať,
produkujú okolo seba svoj vlastný charakteristický rádiový signál, ako ozvenu
typickú vždy pre daný druh látky. Tento signál je zachytávaný prijímačom a
bezprostredne analyzovaný počítačom. Prístroj zväčša pátra po atóme dusíka
N14, ktorý sa nachádza vo výbušninách či drogách
22
Vplyvom prostredia susedných atómov dochádza k miernemu posunu
rezonančnej frekvencie. Veľkosť tohto posunu závisí na type prostredia,
môžeme z neho usudzovať na typ molekuly a teda aj typ látky - ak sa jedná o
PETN, RDX, základ kokaínu atď. QR je metódou vysoko špecifickou, pretože
citlivosť závisí na tvare molekúl. Môže detekovať látku kdekoľvek v batožine,
bez ohľadu na orientáciu a rozloženie. Droga môže byť rozmiešaná v zmesi,
výbušnina vytvarovaná do tenkých plastov a pod. Rozhodujúci je celkový počet
záujmových molekúl v batožine.
V súčasnosti sa používajú pásové tunelové prevedenia prístrojov s QR pre
prehliadku batožiny a zásielok. Obsluha nemusí analyzovať žiadny obrazový či
zvukový signál, je priamo oboznámená s tým, či je skúmaný predmet v
poriadku či obsahuje výbušniny alebo drogy. Analýzou, trvajúcou priemerne 5
sekúnd, sa nepoškodzujú magnetické médiá, ako počítačové disky a pod.
23
U detektorov QR výrobca udáva viac ako 99% pravdepodobnosť
detekcie hľadanej zlúčeniny a menšiu ako 1% pravdepodobnosť falošnej
detekcie. Kombinácia QR rezonancie a röntgenu pri jednej prehliadke je
ideálna. Pomocou QR sa totiž samozrejme nedajú vyhľadávať kovy. Na druhú
stranu, röntgenu môže zase uniknúť výbušnina v malom množstve alebo vo
forme tenkého plátu. U väčšej batožiny, pri ktorej sa dá predpokladať veľké
množstvo kovových predmetov, môžu tieto kovy samozrejme vadiť šíreniu
rádiových signálov. Pri takom tienení sa musia pomocou integrovaného
röntgenu vyhľadávať nielen zbrane a pod., ale i výbušniny a drogy.
Veľkú budúcnosť má prostriedok s QR vyvíjaný pre prehliadku osôb.
Mal by to byť prostriedok značne spoľahlivý a pritom s automatizovanou
prevádzkou.
24
Použitie milivízie pre detekciu zbraní,
výbušnín a drog
Milivízia
(www.mitlivision.com)
umožňuje detekovať u osôb i pod
niekoľkými vrstvami odevu ukryté zbrane kovové i nekovové, výbušniny,
drogy a rôzny kontraband a to na základe dvojrozmerného snímania
milimetrového elektromagnetického žiarenia emitovaného ľudským telom a
vytvorenie zodpovedajúceho obrazu na TV monitore (LCD displeje).
Predmety ukryté pod odevom absorbujú (a odrážajú) toto žiarenie a tak ich
obsluha môže na monitore detekovať ako tmavšiu oblasť zodpovedajúcich
obrysov, podobne ako na röntgenovom obraze. Pre prehliadku osôb budú
pravdepodobne slúžiť „prechádzajúce rámy“ prípadne ručné detektory.
25
Obr. 4.13 Pohľad na osobu vo viditeľnom pásme (vľavo) a milimetrovom pásme (vpravo)
elektromagnetického žiarenia (Horná pištoľ je klasická kovová, dolná keramická)
26
S kontrolou batožiny je to relatívne ľahké. Základom ich
bezpečnostnej prehliadky sú röntgeny, ktoré sa však vďaka odporu
verejnosti pre prehliadku osôb príliš nepresadzujú. Detektory kovov zase
neohlásia špeciálne keramické zbrane, výbušniny, drogy a ďalšie druhy
kontrabandu. Detektory stopového množstva častíc výbušnín a drog, s
odberom vzoriek nasávaním okolitých pár či skôr oterom z povrchu odevu,
sú síce výborné, avšak zbrane a niektoré iné druhy kontrabandu neodhalia a
pre maximálnu istotu je aj tak ideálne kombinovať ich s inými prístrojmi aj pri
detekcii výbušnín či drog. Prostriedkom, ktorý by mohol bezpečnostnú
prehliadku osôb výrazne kvalitatívne pozdvihnúť, sa môže stať práve
milivízia.
27
Možnosti detekcie a maskovania
Pretože milivízia sníma teplotné žiarenie nielen ľudského tela,
bude výsledný kontrast samozrejme závislý i na teplote okolia, napríklad
miestnosti, v ktorej vykonávame prehliadku. Ďalej záleží na priepustnosti a
odrazovosti skrytej zbrane, výbušniny či nejakého kontrabandu a na
veľkosti následného útlmu odevom. Zabalenie kontrabandu do nejakého
absorpčného materiálu síce zakryje tvary kontrabandu, ale na mílivíznom
obraze bude tmavšia škvrna. Dokonca i pokus o ukrytie zbrane do
podpažia či medzi nohy má za následok rozpoznateľné narušenie
normálneho teplotného rozloženia tela. Predmet ukrytý v nejakej telovej
dutine by však pravdepodobne zaregistrovaný nebol.
28
Poznámka: Okrem toho sa vyvíja i milivízna kamera s motorickou
hlavou pre pozorovanie okolia napríklad z policajných vozidiel, aby policajti
vedeli, kto z okoloidúcich má pod odevom ukrytú zbraň či iné predmety.
Vyvíjaná milivízna pozorovacia kamera poskytuje obraz v reálnom čase (30
obrázkov za sekundu), skladajúci sa z 128x192 pixelov s rozlíšením 12x12 mm
a zorným poľom 1,6x2,4 m na vzdialenosť 4 m. Ďalšou verziou je aktívny
systém pre pozorovanie cez stenu toľko potrebný pre špeciálne policajné
zásahové jednotky. Taký systém sa využije napríklad, keď sa budú ozbrojení
kriminálnici
skrývať
rukojemníkov.
v
Policajná
uzavretom
jednotka
priestore,
potom
najmä
môže
pokiaľ
dopredu
budú
mať
pozorovať
rozmiestnenie nábytku vo vnútri miestností a rozmiestnenie a činnosť osôb a
detekovať niektoré zbrane, najmä v rukách ľudí.
29
Je to možné, pretože väčšina stavebných materiálov síce tlmí, ale nerozptyľuje
milimetrové vlny. Použitie pasívneho systému však už možné nie je. Útlm
väčšiny stien, podláh či stropov je totiž už tak vysoký, že milimetrové žiarenie
emitované ľudským telom je už príliš slabé na to, aby po prejdení nimi bolo
upotrebiteľné väčšie než žiarenie okolité.
predmety
Naviac by neboli vidieť neživé
v dotyčnom uzavretom priestore, ktoré by práve v daný čas neboli
presvecované žiarením z niektorého ľudského tela. Preto je v tejto aplikácii
potrebné naviac použiť zdroj milimetrových vín, ktorý (cez stenu) ožiari daný
uzavretý priestor dostatočne silným milimetrovým žiarením. Odrazená energia
potom bude zobrazovaná vlastnou milivíznou kamerou. Kvôli odrazom v stene
musí byť naviac kamera a zdroj oddelené.
30
Niektoré ďalšie metódy pre bezpečnostné
prehliadky
Základom bezpečnostnej prehliadky neživých predmetov by ma byť
röntgen. Nie vždy je to však z cenových dôvodov možné, najmä čo sa týka
obrích röntgenov pre prehliadku kamiónov, nákladných kontajnerov i osobných
áut. Naviac sa jedná o veľké a zložité objekty a analýza ich röntgenového
obrazu môže byť komplikovaná. Preto je potrebné, najmä u colníkov, mať k
dispozícii i rôzne, väčšinou ručné pomocné prostriedky pre prehliadku výplní
neprístupných miest. Experimentovanie a vývoj sú nekonečné, a tak sa
môžeme občas stretnúť i s prístrojmi založenými na fyzikálnych princípoch
nižšie neuvedenými, ako napríklad s detektorom zvýšeného obsahu kysličníka
uhličitého CO2, vydychovaného osobami ukrytými v kamióne a pod.
31
Ručné zrkadlá a zrkadielka sa používajú predovšetkým pre kontrolu
spodných, neprístupných častí motorových vozidiel či iných neprístupných
miest. Tieto jednoduché, ale praktické pomôcky majú obyčajne tri hlavné
časti: Vlastné zrkadlo, teleskopickú rukoväť a batériami napájaný svetelný
zdroj. U menších zrkadielok slúži ako osvetľovací zdroj svetlo pevne
spojené s rukoväťou v mieste držania. Pozorované miesto teda osvetľuje
cez zrkadlo. U väčších zrkadiel slúži ako osvetľovací zdroj svetlo
umiestnené v kryte vedľa zrkadla. Pozorované miesto teda osvetľuje
priamo.
32
Endoskopy, známe tiež z lekárstva a strojného a stavebného
inžinierstva, sa používajú tiež na prehliadku neprístupných vnútorných dutín
kontrolovaných objektov. Stačí i dlhá štrbina priemeru niekedy až slabých 0,6
mm. Endoskopy sú dlhé, tenké, často ohybné, húževnaté a vodotesné trubice
obsahujúce väčšinou tri zväzky optických vlákien, jeden obrazový a dva
svetlovodivé. Tieto zväzky sú na detekčnej strane zakončené objektívom
tvoreným tromi miniatúrnymi šošovkami, pre každý zväzok jedna. Na
zobrazovacej stene je okulár (alebo CCD kamera), osvetľovací zdroj a
prípadné mechanické diaľkové ovládanie natáčania detekčného konca. Svetlo
zo zdroja sa šíri dvomi svetlovodivými zväzkami a príslušnými šošovkami a
osvetľuje
pozorovaný
priestor.
Časť
svetla
odrazeného
od
povrchu
pozorovaného priestoru dopadá na šošovku a vstupuje do obrazového
zväzku, ktorý býva tvorený rádovo 30 000 optickými vláknami, ktoré musia
byť usporiadané.
33
To znamená, že poloha jednotlivého optického vlákna na výstupe musí
zodpovedať jeho polohe na vstupe, pretože každé optické vlákno vlastne
prenáša jeden obrazový bod. Na konci obrazového zväzku je svetlo opticky
prevádzané na obraz pozorovateľný ľudským okom (či snímateľný CCD
kamerou). Okrem využitia v rámci operatívnej techniky alebo u pyrotechnikov sú
endoskopy využívané colníkmi pre prehliadku neprístupných miest, ako
vnútrajšku palivových nádrží a pod.
Obr. 4.14 Endoskopy pre prezeranie ťažko dostupných miest
34
Stetoskopy sú všeobecne známe skôr ako lekárske fonendoskopy prístroje k počúvaniu odoziev a šelestov alebo ako bezpečnostné
fonendoskopy ku skrytému počúvaniu. Dnešné bezpečnostné stetoskopy
sú veľmi citlivé elektronické prístroje k detekcii mechanických, ale i
elektronických časovacích systémov. Mávajú kontaktné i bezkontaktné
senzory. Prvý z nich sníma pomocou citlivého mikrofónu mechanické kmity,
zvuky, z kontrolovaného objektu. Druhý menovaný je aktívny - pracuje na
dopplerovom princípe. Z vyššie uvedeného vyplýva, že sa jedná o prístroje
určené predovšetkým pyrotechnikom a pre bežnú kontrolu nemajú veľký
význam.
35
Ultrazvukové testery pneumatík a nádrží sa používajú pre detekciu
úkrytových priestorov a kontrabandu v palivových nádržiach (včítane nádrží na
skvapalnený plyn) a pneumatikách automobilov. K stene (či dnu) nádrže alebo
pneumatiky sa priloží čidlo. To vyšle ultrazvukový impulz. Ultrazvukové vlny sa
šíria kovmi, kvapalinou, gumou i vzduchom priamo, ale na ich vzájomnom
rozhraní sa odrážajú. Krátky ultrazvukový impulz vyslaný sondou sa teda
odráža od rozhrania a dopadá späť na sondu. Časový odstup medzi vyslaným
a prijatým signálom zodpovedá vzdialenosti, ktorú prešiel ultrazvukový impulz.
36
Mikrovlnný detektor slúži k vyhľadávaniu výbušnín, zbraní, drog a iného
kontrabandu
ukrytých
v
mnohých
druhoch
materiálov
(samozrejme
nekovových) na základe detekcie anomálií v týchto úkrytových materiáloch,
ako výrobkov z dreva, betónu, ropy a pod. Môže tiež v istej miere identifikovať
kvapaliny vo fľašiach. Pretože je to prístroj vhodný skôr pre colníkov
nevýhodou je, že mikrovlny vôbec neprechádzajú kovmi.
37
Gama-detektory sú malé ručné prístroje určené pre detekciu ukrytých
materiálov, ako výbušniny, drogy a iný kontraband s vyšším obsahom
atómov nižšieho protónového čísla, vo dverách automobilov, ich prahoch, v
stenách prepravných kontajnerov a skriňových nadstavieb nákladných a
obytných automobilov, v pneumatikách a iných neprístupných priestoroch.
Týmto prístrojom sa prechádza po povrchu kontrolovaného objektu (napr.
dverách automobilu). Prístroj vysiela do kontrolovaného priestoru gamažiarenie. Pokiaľ sa v blízkosti nachádza väčšie množstvo látky s nižším
priemerným protónovým číslom (balíček drogy), dochádza k silnejšiemu
spätnému
(Comptonovému)
rozptylu
žiarenia.
To
je
detekované
a
znázornené vyšším tónom či vyššou hodnotou na displeji. Optimálny dosah
býva zhruba do hĺbky 10 cm až 18 cm.
38
Obr. 3.15 Vyhľadávanie drog ručným gama detektorom
Poznámka : V rámci detektorov stopových častíc je vhodné sa zmieniť aj o
služobných psoch vycvičených pre vyhľadávanie buď výbušnín alebo drog (nie
pre oboje zároveň). Psy sú v súčasnej dobe nenahraditeľné pre bezpečnostné
prehliadky rozsiahlych priestorov. Avšak pre nami rozoberané bezpečnostné
prehliadky väčšieho počtu osôb a predmetov prechádzajúcich stanoviskom
kontroly sú jednoznačne lepšie detektory stopových častíc.
39
Kombinácia metód pri bezpečnostnej prehliadke
Z popisovaných fyzikálnych princípov a vlastností detekčnej techniky je
zrejmé, že len jedna technická metóda je síce lepšia ako nič, nie je však
zďaleka dostačujúca, najmä pokiaľ ide o náročné vyhľadávanie výbušnín v
batožine či balíkoch. Pri použití len jednej metódy pre prehliadku predmetov (či
osôb) je vždy veľké percento falošných poplachov a nezanedbateľná
pravdepodobnosť prejdenia výbušniny, zbrane či drogy. Až kombináciou
niekoľkých
metód
sa
vytvára
solídne
stanovisko
bezpečnostnej
prehliadky. A pretože niektoré detektory, napríklad detektory stopových častíc,
nemajú
dostačujúcu
rýchlosť
vybavenia,
býva
v
praxi
prehliadka
viacstupňová. To znamená, že všetky kontrolované objekty podstupujú prvý
stupeň prehliadky.
40
Prostriedky na zisťovanie osôb
Na zisťovanie osôb sa používajú viaceré druhy technických
prostriedkov, napríklad meraním kysličníka uhličitého, ktorý je vydychovaný
živými tvormi, prehliadaním objektov termokamerou a iným spôsobom.
V ostatnom období bol vyvinutý nový systém na lokalizáciu osôb s
vyspelou technológiou, ktorý detekuje a vyhodnocuje malé mechanické
pohyby. Tento systém pracuje na princípe elektromagnetických vĺn, ktoré
prenikajú aj cez prekážky. Anténa vysiela radarové vlny, ktoré BioRadar
opäť prijíma a vyhodnocuje. Zisťuje všetky pohyby tela a taktiež aj pohyby,
ktoré sú vyvolané dýchaním a činnosťou srdca.
41
Analýzou prijatých signálov možno ihneď s vysokou pravdepodobnosťou
zistiť prítomnosť živých tvorov vo vyžarovacom kuželi antény. Tento prístroj môže
detekovať cez dielektrické materiály, ako napríklad bežné tehlové alebo
murované steny, vrstvy piesku, štrku, zeminy snehu až do hrúbky niekoľkých
metrov. Jediným predpokladom pre správnu funkciu systému je, aby sa medzi
anténou a hľadaným objektom nenachádzalo uzatvorené vodivé tienenie. Kovové
časti (armovanie v betóne) spôsobujú pokles citlivosti. Výsledok vyhľadávania je
možné rýchlo upresniť analýzou pomocou počítača. V rámci činnosti je možné
tento systém využiť najmä v nasledovných oblastiach nasadenia:
 pátranie po postihnutých (zasypaných) osobách po katastrofách,
 detekovanie osôb v budovách zvonka (ochrana objektov),
 preskúmanie pohybu v podzemných nekovových kanáloch, prípadne
dutinách,
 zisťovanie prítomnosti osôb v osobných a nákladných motorových vozidlách.
42
V závislosti od výberu použitej antény môže systém nielen detekovať osoby,
ale aj určiť miesto, kde sa osoby nachádzajú. Antény môžu byť kombinované
a k jednému počítaču je možné pripojiť až 5 antén. Pri umiestnení a
nasmerovaní antény je potrebné poznať typ kontrolovaného vozidla z toho
dôvodu, že vysielané vlny neprechádzajú cez vodivý materiál. Na základe
tohto poznania je potrebné na kontrolovanom vozidle nájsť nevodivý materiál
(plastickú hmotu napr. kryt zadných skupinových svetiel, drevo - napr. podlaha
nákladných vozidiel). Aby bolo možné vykonať kontrolné meranie, potrebné je,
aby kontrolovaný doklad mal minimálne rozmery 10 x 10 cm. Celý systém sa
dodáva v kufríku, ktorý je súčasne aj tzv. centrálnym pracoviskom.
43