目前全球爆炸物探測(cè)儀的有很多種類,而且機(jī)理都不太一樣。
就比如說(shuō),下面這個(gè)貨--汪星人,原理你肯定知道:
別笑,這是真人真事來(lái)著。自從一戰(zhàn)二戰(zhàn)以來(lái),炸彈地雷肯定是廣泛出現(xiàn)的,為了減少爆炸帶來(lái)?yè)p失,汪星人經(jīng)過(guò)訓(xùn)練之后成為嗅探犬,廣泛用于爆炸物的檢測(cè)。不過(guò)你說(shuō)這不算,動(dòng)物又不是機(jī)器。
我要說(shuō):還真有把動(dòng)物做成機(jī)器檢測(cè)炸藥的。比如這-小蜜蜂:
看見(jiàn)里面的小蜜蜂了吧?把它卡在那讓它的喙部遮擋住下面的光束,一聞到爆炸物的氣味,小蜜蜂的喙部就會(huì)擴(kuò)張,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期訓(xùn)練,蜜蜂會(huì)條件反射:爆炸物氣味--喙部擴(kuò)張?--遮擋的光束信號(hào)就發(fā)生變化--產(chǎn)生電信號(hào)報(bào)警,據(jù)說(shuō)小蜜蜂能檢查T(mén)NT、塑膠炸藥、PE-4和C-4等炸藥呢。
想想小蜜蜂也是夠可憐的,不能去采花蜜反而要軟禁在這小盒子里遭這罪。
好了,有了動(dòng)物檢查爆炸物,但是畢竟嗅探犬也有累的時(shí)候,小蜜蜂也有不按套路出牌的時(shí)刻,我們得想一個(gè)機(jī)器代替它們了,這邊我們就深思研究一下這些個(gè)問(wèn)題。
首先,炸藥成分怎么采集?
1.擦拭取樣
我們都知道,接觸過(guò)爆炸物的嫌疑人員往往避免不了身上或者一些地方殘留有粉末,我們我通過(guò)擦拭能搜集到一些微量顆粒;
2.空氣吸附取樣
不過(guò),也有些狡猾的嫌疑分子,平常弄完爆炸物炸藥洗個(gè)手,洗個(gè)澡換身衣服總行了吧,沒(méi)錯(cuò),這就需要另一種方法,爆炸物探測(cè)儀采集的樣本就是空氣樣本,只要附近有爆炸物,這些檢測(cè)器可以做到比嗅探犬還靈敏地識(shí)別出極其微量的爆炸物的“氣味”,當(dāng)然所謂的氣味化學(xué)本質(zhì)上來(lái)講就是爆炸物在其平衡蒸汽壓中的那些極微量的分子。
然后就是,怎么證明含有炸藥?(嫌疑人肯定不會(huì)在他的炸藥包上貼標(biāo)簽的吧)
要回答這個(gè)問(wèn)題,就得知道炸藥是什么組成的,下圖所列就是目前軍用炸藥的主要成分。
從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),它們就是一些有機(jī)物小分子,只不過(guò)就是因?yàn)闃O不穩(wěn)定被開(kāi)發(fā)成炸藥了。只要通過(guò)現(xiàn)代物理、化學(xué)手段檢測(cè)出這些成分即可,并且這些手段非常靈敏,總結(jié)起來(lái),大概可以分成兩類(來(lái)來(lái)來(lái),劃重點(diǎn)啦):
1.利用炸藥化學(xué)成分的分子特征信息。(包括離子遷移譜(IMS)、紅外光譜、拉曼光譜、太赫茲光譜)
什么意思呢?就如同我們區(qū)別張三與李四主要就是依靠他們表現(xiàn)出來(lái)的外貌,這里“外貌”就是這個(gè)人的特征信息,而我們區(qū)別不同種類的分子就是依靠它們?cè)诓煌瑴y(cè)試手段下所測(cè)試出來(lái)的”譜圖“,這里”譜圖“就是這種分子的特征信息。所以,如同看外貌就知道是哪個(gè)人,看“譜圖”就能確定是哪種分子?;瘜W(xué)專業(yè)的人知道,其實(shí)這就是有機(jī)分子結(jié)構(gòu)鑒定的基礎(chǔ)。
我們以離子遷移譜為例進(jìn)行說(shuō)明,現(xiàn)在大多數(shù)炸藥檢測(cè)儀的都是依靠此技術(shù)。
首先,采集到的氣體樣本被離子化,然后進(jìn)入有電場(chǎng)存在漂移管,在漂移管中的漂移時(shí)間和分子質(zhì)量是相關(guān)的,這個(gè)“譜圖”的表現(xiàn)形式就是儀器采集到的不同質(zhì)量數(shù)的強(qiáng)度,如果某一個(gè)數(shù)值和某種已知爆炸物成分相吻合,那么就有理由強(qiáng)烈懷疑附近有爆炸物存在。
就如同不僅可以通過(guò)人的外貌區(qū)分不同的人,通過(guò)他的聲音、字跡、指紋等等。類似的,還可以用紅外光譜、拉曼光譜等提取到分子的其他特征信息。這里就不再詳述了。
現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)可以把這些儀器做的小型化,極大地提高的了儀器的可攜帶性與適用范圍。
2.利用炸藥化學(xué)成分參與的物理、化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的“可視化”信號(hào)。
可視化是指所產(chǎn)生的變化現(xiàn)象可以被人類直接或者間接的觀察到。
直接的現(xiàn)象就是指這些物理、化學(xué)變化的反應(yīng)現(xiàn)象比較明顯,可以被人類肉眼直接觀察到(即便肉眼可以直接觀察,為了減少主觀影響因素,很多還是內(nèi)置了定量的儀器)。比如下圖就是具有熒光性質(zhì)的納米粒子陣列,與不同濃度的TNT蒸氣接觸后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),會(huì)使得其熒光強(qiáng)度發(fā)生不同程度的猝滅。有的顯色也不一定是熒光顯色,普通的顏色變化也可。這些都已經(jīng)有商業(yè)化產(chǎn)品。
間接的現(xiàn)象是指產(chǎn)生的物理、化學(xué)變化可能肉眼還無(wú)法識(shí)別,但是可以通過(guò)信號(hào)放大或者轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生電流、電壓、導(dǎo)電性質(zhì)等變化。因此,基于這樣的設(shè)計(jì)原理的產(chǎn)品可以說(shuō)是五花八門(mén)。比如可以利用平板電容器極板上的特殊涂層與爆炸物蒸氣的反應(yīng)導(dǎo)致電容變化產(chǎn)生的信號(hào)。
總結(jié)一下,爆炸物探測(cè)最早是戰(zhàn)爭(zhēng)帶來(lái)的給我們的警示,現(xiàn)如今現(xiàn)代和平年代,恐怖襲擊不斷發(fā)生(恐怖分子不可怕,就怕恐怖分子有文化),從最初的嗅探犬到小蜜蜂探測(cè),再到儀器探測(cè),我們對(duì)于爆炸物檢查也是需要不斷完善升級(jí)。