Более дешевый и точный детектор для обнаружения взрывчатки создали российские ученые

Группа российских ученых из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ разработала новый вид детектора, отслеживающего такие соединения, как тротил, нитробензол и нитронафталин. Это устройство поможет повысить уровень безопасности в метро, ах, на железнодорожных вокзалах и различных видах производства.

О своем изобретении ученые рассказали в статье журнала журнала Sensors. Исследования были поддержаны грантом Российского научного фонда.

Все проходят в вокзалах и ах обязательную проверку на безопасность. И речь не только о рентгеновских сканерах и металлодетекторах. На пунктах да есть устройства, которые также выявляют нитросоединения, которые применяются в производстве взрывчатых веществ.

На сегодняшний день в арсенале служб безопасности есть два типа аппаратов, которые работают по-разному, но одинаково дороги и сложны.

Первый использует для детектирования нужных веществ масс-спектрометрию: устройство всасывает в себя окружающий и определяет, какие ионы проходят через аппарат и в каком количестве, а значит, какие вещества и в какой концентрации содержатся в е. Такое устройство выдает результат быстро, однако любой масс-спектрометр — это дорогостоящая аппаратура, которая к тому же сложна в обращении для любого неспециалиста.

Второй способ детекции нитросоединений — метод флуоресцентного тушения. В ходе такого анализа определяется интенсивность свечения соединения, с которым ионы входят в . Соответственно, чем меньше уровень свечения, тем больше концентрация взрывчатого вещества. Проблема в том, что детекторы, основывающиеся на данном методе, нестабильны и менее чувствительны.

МИФИ попытались найти альтернативное решение, которое позволило бы сократить издержки и при этом проводит высокоточный анализ.

Схема и ия прототипа детектора.
Иллюстрация Samotaev et al./Sensors, 2020.

В результате российские инженеры и химики разработали прототип детектора взрывчатых веществ с совершенно новым принципом работы. Он при помощи насоса затягивает анализируемый в испаритель, где при температуре 80 DEGC из него выделяются пары тротила или других нитросоединений. Затем пары отправляются в , где при 450 градусах Цельсия вещество разлагается (происходит реакция пиролиза). В конечном итоге образуется диоксид азота NO2, концентрацию которого определяет специальный датчик.

В итоге предел обнаружения, к примеру, тротила в аппарата составил вот 10-11 г/см3 до 10-12 г/см3, что ставит его на один уровень с дорогостоящими устройствами. Однако разработанный в МИФИ прототип дешевле конкурентов.

Отметим, что новый детектор позволяет обнаруживать взрывчатые вещества не только в е, но и на различных поверхностях. Для этого в устройство устанавливается отдельный модуль, который собирает не пары, а твердые следы нитросоединений. Все остальные шаги проходят так же.

Как показали , новый детектор определяет концентрацию нужных веществ за три секунды, после чего ему требуется три минуты на очистку. Однако тот факт, что новому детектору на «перезагрузку» нужны долгие три минуты, заставляет ученых дорабатывать устройство. Согласно нормативам безопасности, забор проб должен происходить примерно каждые 3-4 секунды (проход через рамку не должен приводит к тому, что перед ней скапливается толпа).

Кроме того, российские инженеры хотели бы сделать устройство более миниатюрным, рассказывает руководитель а Николай Самотаев, доцент Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и нике НИЯУ МИФИ. Сейчас детектор представляет собой кубическую коробку с размером ребра около 30 сантиметров. Авторы разработки планируют в дальнейшем сделать его меньше ручного пылесоса, что сделает прототип удобнее в эксплуатации.

Читайте наш Телеграм-канал https://t.me/ieport_new

Pin It

Добавить комментарий