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防爆安全检查技术的新进展
发布者:邓丽珍  发布时间:2013-06-26 14:16:11

近年来,随着国际形势的复杂多变,各种各样的恐怖活动此起彼伏,如:、劫持飞机、绑架、暗杀、武装袭击以及寄送邮件炸弹等等。为了有效地防范和打击这些犯罪活动的发生和扩展,各国警方都使用安全检查技术装备对危险物品、违禁物品有针对性地进行防爆安全检查。传统的安全检查设备,如X 射线检测仪、金属武器检测门等,能发现金属武器和普通炸药等危险物品,曾在安全检查工作中发挥了重要作用。但由于近年来恐怖分子配备的武器越来越先进(如:Semtex可塑炸药、Glock17塑料枪、高精度炸弹等),促使世界各国都在探索研究更先进的安全检查新技术、新设备。目前已投入使用和趋于成熟的安全检查新技术、新设备有如下几种:

中子探测器

目前由于X射线安全检查统的检查功能日趋完善,恐怖分子在实施恐怖犯罪时使用金属结构的装置正在减少。为了逃避检查,采用非金属结构(如塑料)的装置有所增加。针对这一特点,世界上一些发达国家如美国、英国和法国相继研制出了中子探测器,可有效地检测出塑料炸弹等非金属武器。

中子探测器的工作原理是利用中子束作为入射源。它能向行李包裹中发射穿透能力比X射线强的中子束,能穿透包括铅在内的任何物质。由于中子不带电,因此不会对被检物品造成任何损害。中子束对氮原子反应敏感,塑料炸药中含有大量的氮,而含氮物体一旦被中子束照射便会释放出γ射线,利用传感器监测γ射线的存在与否以及能量大小,并运用计算机分析,便可以准确地探测出塑料炸弹。

毫米波安全检查摄像机

毫米波是介于光波和无线电波之间的电磁波,更准确地说,它是在远红外和微波频谱之间很窄的一段电磁频谱(30—300GHz)。毫米波的特性既不同于微波又区别于红外光,它对各种绝缘材料(如各种衣着布料和大多数建筑材料)都具有很好的穿透性。因此,它可使隐藏在人体上的各种金属武器、凶器或违禁物品等都能暴露无遗,是安全检查的理想波段。毫米波检查设备对于藏匿在墙内的武器和窃听仪器设备的搜索也是非常有效的。

物理学的研究成果表明,自然界的任何物体,只要其表面温度高于绝对零度(-273℃),它就是一个能量辐射体,包括毫米波能量。物体所辐射出的毫米波射线能量大小取决于其物理性能和温度高低。人体辐射的毫米波能量比之金属、陶瓷、塑料炸药、粉状炸药及衣物、绝缘材料等都多,而毫米波可以穿透任何绝缘材料,如所有衣物布料及大多数建筑材料。所以,在毫米波摄像机面前,人身上的衣物不见了,在人体轮廓的映衬下,人身上的钱币、纽扣、钢笔、钥匙等物明显可见。如身上藏匿有手枪、炸弹、毒品等违禁物品,就会一览无余。因此,毫米波摄像机是最有效的人体安全检查监视手段。

毫米波安全检查摄像机的研制难点是研究一种能有效地接收毫米波的探测器。毫米波既不能像光波那样用相片底片接收或用光电器件、电离器件和热吸收器件探测,也不能像无线电波那样用普通天线接收,只能用特殊的微型无线天线阵列来接收。美国马萨诸塞州的Millitech公司从1985年开始就致力于毫米波的安全检查摄像机的研究开发,经过多年的努力,设计出一种由256个直径仅为2—3毫米的微型天线组成的二维接收天线阵,较好地解决了毫米波的接收问题。目前,Millitech公司正在进一步完善这种天线阵列及开发图像扫描识别和报警软件。

毫米波电视摄像机是一种被动摄像机,不受任何周围环境影响,不会对人体和被检物品造成任何损害。

微波全息摄影检查法

全息摄影术通常是指可见光波的全息摄影,为寻找隐藏在被检人员身着的衣服内或不透明包裹中的武器,则采用微波全息摄影术。利用微波穿透能力较强的特点,采用频率为70千兆赫兹的全息摄影装置来进行“电子束检查”,就可以在监视屏上显示出隐藏在层层衣服之下或合成革包裹中的手枪、刀具等物品。微波成像装置可以轻而易举地发现人体内部隐秘部位藏匿的违禁物品(如毒品)。

核磁共振探测技术

不同物质的分子结构中,其氢核具有不同的共振特性,这种核磁共振信号强度与物质的含氢量成正比,因此,可利用核磁共振技术区别炸药和非炸药。首先用一台发射机向行李上发射低频无线电波,瞬间扰乱物品内部的核子排列。当核子自身重新排列时,它们发射信号,这些信号即刻由系统的计算机进行分析。由于每种类型的材料发射一种独特的信号,没有两种化合物的信号是相同的。因此,使之易于查出物或违禁毒品。它还可以检测液体炸弹、神经毒气及其他化学武器。这种磁共振炸药探测系统Qscan-1000和Line231 X射线安全检查系统结合可以获得最佳探测效果。目前在洛杉矶国际机场和英国的多个国际机场已有使用。

图1 安装在现场检查高压油罐的VACIS-1系统,放射源在右侧,检测器塔在左侧。

图2 货柜中内部物品图像,左边第二个装货的容器(4英尺×4英尺)顶部中心显示有隐蔽物

图3 带假空分隔间(上图)和分隔间放有隐藏模拟可卡因(下图)的货柜图像

VACIS γ射线多功能车辆与货柜检查系统

VACIS γ射线多功能车辆与货柜检查系统是一种γ射线的成像系统,它是利用一个窄条状的γ射线束照射到一系列线状排列的检测器来成像的。由于这一系统使用了辐射强度弱而穿透力强的辐射场,使用了单光子记数与尽可能大的检测器(与所要求的空间分离度一致),其扫描速度可以高达1—60英里/小时(1.6—96公里/小时)。

VACIS γ射线多功能车辆与货柜检查系统可以用来检测大型油罐或集装箱车辆,该系统利用铯-137γ放射源(相当于200万电子伏特的γ射线源),射线能穿透1英寸左右厚度的钢板并在大约45秒钟内扫描40英尺的油罐。图1是安装在检查现场的VACIS γ射线检查设备,铯-137γ放射源在右侧,检测器塔在左侧,两者都能迅速地顺滑轮轨道移动来检查车辆。图2 可以看出货柜中的内部物品,在左边第2个装货的容器顶部中心显示有隐藏物。图3是一个带假空分隔间(上图)和分隔间放有隐藏物(下图)的货柜图像。实际上,即使没有参考图像,隐蔽物也很容易被检测出来。在计算机里可以存储32000幅这样的参考图像,根据油罐的类型可很容易地把它们调出来。

VACIS γ射线多功能车辆与货柜检查系统目前已经在美国得克萨斯的入境港口埃尔帕索使用,用来检查穿梭于美国和墨西哥的大型油罐车和集装箱车辆,每天可检测200辆左右的车。

除了美国的VACIS γ射线多功能车辆与货柜检查系统外,目前,英、法、德三国也相继研制了大型集装箱检测系统,我国也由清华大学研制了类似的检测装置。

嗅探器式气味识别安全检查系统

嗅探器也称为电子鼻,可以通过分析物体挥发出的气味来发现物及毒品等。各种物体,如毒品、炸药,有特有的气味。每个人也都有独特的气味。人体气味可以像指纹和脱氧核糖核酸测试一样,用于鉴定一个人的特征。嗅探器式气味识别安全检查系统采用一系列高分子聚合物传感器,当从空气中吸入挥发性的分子时,传感器可暂时改变它的电阻,从而使电信号发生变化。对这种变化进行分析,便可以确定它是属于何种气味。这种嗅探器不但可以对人进行鉴别和追踪检查,而且还可用于检查毒品和机场行李中的物等危险品。例如美国Thermedic公司研制的EGIS便携式塑料炸弹搜索器即属于该类系统,EDIS搜索器可以嗅探行李周围的空气,以检查是否有物品的微粒。这种探测器能探测到极少量的炸药,具有很高的灵敏度,但检测速度稍慢,一分钟仅能检查两名旅客,一般用于对可疑对象进行重点检查。

图4 SMEX-5170多能量X射线安全检查设备

X射线检查仪的改进型

X射线安全检查系统是用X射线透视物体,通过对监视器上显示的X光透视物体的图像来分辨物体的类型。普通X射线透视系统(一维)呈现的是被检物品的一维平面图,与实物可能有较大的差别,容易造成误判。因此近年来人们对X射线安全检查系统从不同方面进行了多种改进,使其性能大大提高。例如由英国的温莎市X射线安全系统制造厂、EGG天元物理研究所研制的三维X射线安全检查系统,它根据E扫描双能量系统研究,能分析截面图,并把截面图送到高速计算机处理生成三维图像。我国公安部研制生产的双视角X射线安全检查设备,目前广泛使用在机场、港口、车站等安全检查场合。双视角X射线安全检查设备采用底射、侧射两个X射线源,可同时提供行李物品两个方向的X射线透视图像,从而避免了由于单一透视方向造成的视图不清的问题,提高了检查的可靠性。同时还有多能量X射线安全检查设备、双通道多能量X射线安全检查设备、大出射角X射线安全检查设备等不同的新型号。

电子安全廊

电子安全廊是利用视频图像识别技术、超声波成像技术、热成像技术、气体光谱分析技术、传感器技术等,组成一个由若干个传感设备组成的特殊的安全检查走廊,可使旅客在不知不觉中接受检查。当旅客携带行李通过电子安全检查走廊时,其内隐蔽安装的传感设备将感应的信号提供给计算机控制中心,以此检测出旅客携带的违禁物品、品及凶器,从而提高了安全检查的质量和效率。

CTX 5000和CTX-5500智能型行李扫描仪

由EnVision技术公司开发的CTX 5000系统,其原理与能透视人体内部的医用CT扫描仪相似。传统机场探测器是将X射线照射在正在通过的传送带上的行李并拍下行李内物品的平面(二维)照片。而CTX 5000和CTX-5500智能型行李扫描仪与此不同,除用X射线束拍摄许多幅二维照片之外,还在计算机内拼合成三维图像。计算机中的软件将判读这种三维图像并对不同物质给出不同的颜色:炸药和其他密度的物质在图像上发红色;金属装置,如炸弹的电子元件呈蓝色,雷管呈绿色。当计算机发现了可疑炸弹时,它会通知检查人员,检查人员将同机场当局联系,拆下炸弹,从而避免重大灾难。这种扫描仪已在旧金山和亚特兰大机场使用。

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