由于大規模殺傷性武器可能導致無法估量的災難,目前對高級檢測技術的需求市場很大。化學,生化,放射性物質檢測器是避免潛在威脅必備的前線防御工具。
2010年10月29號,在一艘從也門到美國的貨機上發現兩個看似沒有異常的包裹,每個包裹里面都發現了裝有起爆裝置的塑膠炸彈。雖然沒有造成傷亡,但是美國航空管理比以前更嚴格了。攜帶大規模殺傷性武器的恐怖分子宣稱生化,放射性及核物質(CBRN)的攻擊并不是發生在較遠的戰場,而極有可能出現在家門口。
CBRN檢測可對各種危險材料發出響應。過去,手持檢測器是在離子遷移譜的基礎上開發的。Hotzone Solutions的Dieter Rothbacher認為,以離子遷移譜為基礎的設備可為有問題的物體提供指示;不過,它無法對更多信息進行識別和分析。
最近幾年,有很多基于傅里葉變換紅外光譜的產品開發出來。“這類設備可以分析液態形式或固態形式的物體,可以讓用戶查探到氣體物質的存儲,”Rothbacher說。“同樣,更多的分析設備都帶有嵌入式數據庫,這些數據庫可以提供現場信息以便識別。”現在,這些設備上的檢測技術在敏感性和可靠性方面已經有了很大改善,所以準確率也得到了改進。
Bio-Defense,Idaho Technology的營銷經理Lou Banks稱,在生化劑探測方面,聚合酶鏈反應技巧已經從實驗設置中清楚,也在手持生化劑探測儀中得到強化。“PCR是可以檢測病菌DNA數量的多分子技術,可以顯著改進敏感級別。”
生化劑檢測已經從基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜(MALDI-TOF)中嘗到甜頭。“在識別功能方面,PCR是不錯的選擇,不過MALDI-TOF和大量光譜的結合成為了開發重點。” IB 顧問公司的Rutger GaaSbeek,“雖然大多數應用都是用于軍事目的,但是在逐步向民用發展,如醫療護理領域。”
對于化學劑而言,改善的傳感功能可擴大檢測范圍和提高敏感度。“以前化學戰劑功能只覆蓋到30個有毒行業或化學氣體,”Environics R&D方案副主席Osmo Anttalainen說,“最近,手持檢測器在氣體檢測范圍上有了增加,所以國內安全在檢測范圍上有了改進。”
放射性物質探測器通常分為兩類:個人放射性探測器(PRD)和放射性同位素識別設備(RIID)。“PRD用于個人保護以及基本搜查功能,”Morpho Detection 的PM Lester Koga說,“RIID可用來識別放射性同位素,以便確定所檢測物質(特殊核物質,醫療,工業或自然界的放射性物質)的威脅級別”。
要確定被檢測的放射性物質是來自放療病人還是特殊的核物質,準確率是首要因素。“通常,較低的能源分辨率百分比越低,同位素的讀取就越準確,這樣可以減少假陽性和假陰性的情況。”Koga說。
能源分辨率高純度鍺(HPGe)低于1%是可用的金本位物質,但是在室溫下卻沒有可操作性,所以需要冷卻。這就顯示了這類探測器設備的大小,重量和電池壽命,Koga解釋說。
新的探測物質,如鎘鋅碲化物(CZT)可用于更輕更便攜的設備,且不會影響輻射檢測的準確性。“能源分辨率小于2%的時候,CZT可以提高檢測的便攜性并在一個比HPGe更關注用戶的數據包中與鈉離子比較后正確識別放射性同位素。”Koga說。CZT的推廣障礙在于它的成本比鈉離子要高。
防御前沿
盡管使用的技術對于便攜式應用而言有時太大或是太費時,但手持式探測器,移動式和靜態檢測器使用的基礎傳感通常是相同的。在創建更輕更持久的便攜式設備方面,人們確實投入了不少。二在常用的設備中,便攜式和靜態探測器增加了CBRN檢測的功能。主要的微分器是用戶以及用戶希望借這些設備達到的目的。“使用探測器的時候,CBRN專家,執法部門和第一響應者或許有著截然不同的任務和目的。而且每種情境都需要特定設備發揮最大功效,”Field Forensics CEO Craig Johnson說。
Rothbacher認為,用戶希望達到的目的以及任務的細節具有多樣性,所以手持式,移動式以及靜態探測器的使用都很頻繁。設備的探測范圍越大,就越省錢。對于預裝在設備中的軟件可通過調試和故障查找來完善。在某些其他設備中,并不是在軟件上做出更改。現在,第三方設備和嵌入式軟件還不具有互操作性。
Anttalainen稱,手持式設備的型號,重量和能耗會受到限制,而移動式和靜態系統則較少受到這些因素的影響,所以性能更佳。使用的便利以及維護需求也是需要考慮的性能區分要素。需注意的是,移動式探測器可以靜態方式使用,因此在中央命令中心控制的大型檢測網絡中,可將其作為衛星式檢測點。如果電池電量充足,作為靜態設備使用時,移動式探測器的使用時間會更長。