В России создан фотоядерный детектор скрытых взрывчатых веществ

Сотрудники Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) в сотрудничестве с учёными из Института ядерных исследований РАН, НИИ ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ и Института физики высоких энергий создали уникальный фотоядерный детектор скрытых взрывчатых веществ. Прибор можно использовать как для обнаружения взрывчатки в багаже авиапассажиров, контейнерах и прочей закрытой таре, так и в качестве мобильного детектора взрывчатых веществ при разминировании местности.

С помощью запатентованной методики удаётся получить «портреты» облучённых химических соединений. Сравнивая сигнал детектора с такими «портретами», можно не только выделить взрывчатку на фоне безобидных веществ, содержащих азот и (или) углерод, но и установить конкретный тип взрывчатого вещества.

«Если облучить закрытую тару высокоэнергичным пучком гамма-излучения, то на ядрах азота и углерода, входящих в состав взрывчатых веществ и природных наркотиков, будут образовываться изотопы бора (12B) и азота (12N), — поясняет суть метода руководитель проекта кандидат физ.-мат. наук Валерий Раевский. — Эти элементы живут менее 20 мс, но мы успеваем отделить сигналы их распада от сигналов других радионуклидов, возникающих в облучённом веществе. Гамма-кванты, используемые нами в качестве щупа, обладают очень высокой проникающей способностью. Это позволяет обнаруживать взрывчатые вещества, даже когда они скрыты протяженными слоями металлов, воды, грунта и т. п. Если сделать облучающий луч достаточно узким, можно реализовать режим сканирования, и тогда реальным становится определение точного местоположения взрывчатого вещества и даже формы заряда».

Использование фотоядерного метода для обнаружения скрытых взрывчатых веществ было предложено в 1985 году лауреатом Нобелевской премии Луисом Альваресом. Сотрудники ФИАНа Александр Карев и Валерий Раевский, заинтересовавшись этой проблемой, заразили своих коллег из других институтов. После террористического акта 11 сентября 2001 года интерес к российской разработке выказала Национальная лаборатория им. Лоуренса в Ливерморе (США). В итоге работа отечественных ученых была включена в план финансирования по правительственной программе США «Инициатива в области нераспространения оружия массового поражения» и получила грант от Американского фонда гражданских исследований и разработок.

«Уже изготовлен первый прототип прибора, — продолжает Валерий Раевский. — Все его части — компактный ускоритель электронов (разрезной микротрон), детектор вторичного излучения и блок обработки сигналов — работают в штатном режиме. Как говорят наши американские коллеги, одной такой установки достаточно для проверки нью-йоркского аэропорта им. Джона Кеннеди, самого большого в стране».

Время досмотра единицы багажа с помощью российской установки — две секунды. Это делает детектор идеальным средством обеспечения безопасности аэропортов и вокзалов. Для того чтобы обеспечить все 2 030 аэропортов США, придётся выпускать около 200 установок в год. Есть заказы и от других государств, в частности от Саудовской Аравии, Малайзии и Турции. Ну а самой важной задачей ближайшего времени остаётся изготовление первой рабочей установки. Предположительно, она будет создана в США в течение года.

Фотоядерная методика поиска скрытых взрывчатых веществ может быть использована и для создания роботизированного мобильного комплекса для гуманитарного разминирования — серьезной проблемы более чем для 60 стран. Проведенное в ФИАНе компьютерное моделирование показало, что чувствительность и надёжность такой системы полностью удовлетворяют стандартам ООН. По сравнению с повсеместно используемым ручным методом поиска мин применение автоматизированного детектора резко уменьшит риск исполнения работ и во много раз ускорит их.