Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Senzory v boji proti bombovým teroristům

Strach z teroristického útoku se zejména po 11. září 2001 (a po 25. prosinci 2009) stal noční můrou všech cestujících chys­tajících se na cestu letadlem. Možnost, že se teroristům podaří propašovat výbušni­nu na palubu letadla, je totiž stále reálná. Vyhledávanými cíly te-roristických útoků však nejsou jenom letadla, ale také vlaky, metro, nádraží a vůbec mís­ta, kde se shromažďuje hodně lidí. V mnoha ze­mích se teroristické akce stávají hrozivou skuteč­ností každodenního ži­vota. Ale zatímco hroz­ba teroristických útoků vzrostla, protiopatření zůstala v podstatě ne­změněná. Při odhalování výbušnin spoléhají bez­pečnostní orgány a po­licie na různé detekční přístroje, rentgeny a ze­jména na čtyřnohé přá­tele člověka – speciál­ně vycvičené psy, kteří mají až 1 000krát citli­vější čich než lidé a do­kážou podle charakte­ristického pachu vyčenichat i dobře ukryté látky a předměty, mj. i výbušniny a drogy.
 
Ale jako u každé živé bytosti, také cit­livost psího čichu má své meze. Nejdéle po třiceti minutách „detektivní“ práce vy­žaduje pes přestávku a musí být nahrazen jiným psem. Tato skutečnost spolu s ná­kladným speciálním výcvikem „čuchacích“ psů, trvajícím dlouhou dobu, je vážným omezením. Odborníci společnosti EADS (European Aeronautic Defence and Spa­ce Company) v Ottobrunnu nedaleko Mni­chova se dlouhodobě věnují vývoji senzo­rů, které by mohly cvičené psy v dané oblasti nahradit. Nyní se jim podařilo vyvi­nout elektronický „umělý nos“ nové generace, který je téměř třicetkrát citlivější než psí čich a nezná únavu. Prototyp senzoru má půdo­rysné rozměry malé knížky (10 × 12 cm). Senzor pra­cuje na principu elektrofo­rézy v plynné fázi s použi­tím laserového iontově po­hyblivostního spektrometru LIMS (Laser Ion Mobility Spectrometer), který umož­ňuje zjistit složení plynné chemické látky v reálném čase (obr. 1). V principu jde o kombinaci průletové­ho (time-of-flight) hmoto­vého spektrometru a plynového chroma­tografu. Přístroj měří rychlost pohybu io­nizovaných částic (kationů nebo anionů) vyšetřovaného plynu v elektrickém poli při atmosférickém tlaku. Tato rychlost je pro různé chemické látky, včetně charakteristic­kých plynů trvale uvolňovaných do ovzduší látkami typu výbušnin, chemických zbraní, drog apod., specifická.
 
Přístroje tohoto typu provozované v sou­časnosti používají k ionizaci plynu téměř výhradně radioaktivní látky (např. β -zářiče 63Ni) a vyznačují se malou selektivitou de­tekce a omezenou dynamikou rozsahu. Od­borníci EADS ionizují vzorek plynu při po­užití pulzního laseru v ultrafialovém pásmu (UV), čímž dosahují výrazně větší selektivi­ty detekce, větší citlivosti i většího dynamic­kého rozsahu přístroje. Významně k tomuto zlepšení přispělo i prodloužení dráhy lase­rového paprsku jeho mnohanásobným odra­zem mezi dvěma zrcátky. V důsledku zrych­lení v elektrickém poli dorazí jednotlivé ioni­zované částice podle své hmotnosti za různě dlouhou dobu do detektoru vyhodnocovací elektroniky. Jejím výstupem je graf závis­losti intenzity toku iontů proti času zobraze­ný na monitoru jako křivka, která má speci­fický průběh pro každou vyšetřovanou látku (obr. 2). K prokázání její přítomnosti přitom stačí, aby v nasávaném vzduchu byl obsažen jen skutečně malý počet molekul hledané látky plynu. Senzor tak může během několi­ka sekund spolehlivě určit, zda vyšetřovaný vzduch obsahuje stopy plynu pocházejícího z některé skupiny nebezpečných látek, které jsou sledovány.
 
Úspěšné funkční zkoušky prvních prototy­pů přístroje o projektu prokázaly, že ve vývoji nové speciální techniky bylo dosaženo velké­ho pokroku. Přitom však řešitelé ještě neřekli konečné slovo a připravují další zdokonalení, zejména v oblasti pohodlí obsluhy přístroje. Velmi intenzivně např. pracují na integrova­ném řešení, které nebude od konečného uži­vatele vyžadovat, aby byl odborníkem na ana­lýzu, protože její výsledky budou prezentová­ny snadno srozumitelnou formou. Vedle toho je v plánu přístroj miniaturizovat tak, aby ho bylo možné vestavět do ručního pouzdra po­dobného detektorům kovů již léta běžně po­užívaným na letištích.
 
Společnost EADS předpokládá, že elek­tronický nos nové generace bude zaveden do sériové výroby do tří let. Díky jeho malým rozměrům ho bude možné instalovat jak do současných stacionárních detekčních a za­bezpečovacích zařízení, tak i do ručních pře­nosných přístrojů pro osobní použití. Očeká­vá se, že integrace senzorů nové generace do bezpečnostních systémů přispěje k tomu, aby práce policie a celních orgánů při vyhledává­ní výbušnin a drog na letištích, v přístavech a na hraničních přechodech byla efektivněj­ší a úspěšnější.
[Informace společnosti EADS Deutschland GmbH, listopad 2009.]
Kab.
 
Obr. 1. Prototyp nového senzoru pro vyhledávání výbušnin a drog (foto: EADS)
Obr. 2. Křivka zobrazená na monitoru má specifický průběh indi­kující přítomnost určité látky (foto: EADS)