МЧС РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ

(Сборник докладов и выступлений на Ученом совете

Санкт-Петербургского университета

Государственной противопожарной службы МЧС России

в 2009–2010 гг.)

Выпуск 4

Санкт-Петербург

2010

Ученые записки (Сборник научных докладов и выступлений на Ученом совете Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России в 2008-2010 гг.). Вып. 4 / Сост. В.А. Гадышев; под общей редакцией В.С. Артамонова – СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010. – 178 с.

В сборнике представлены научные доклады на заседаниях Ученого совета университета в 2008–2010 гг. В докладах отражены основные направления научной и научно-педагогической деятельности вуза в области обеспечения пожарной безопасности, использования пожарной и аварийно-спасательной техники, решения управленческих задач при чрезвычайных ситуациях, проблем обеспечения экономической безопасности, правового обеспечения и расследования пожаров, совершенствования учебного процесса, применения новых информационных технологий и др.

Сборник может быть рекомендован научным сотрудникам, преподавателям вузов, докторантам и адъюнктам, работающим в области исследования проблем пожарной безопасности и действий в условиях чрезвычайных ситуаций.

Редакционная коллегия:

Гадышев В.А., доктор технических наук, профессор; Грешных А.А., доктор педагогических наук, профессор; Архипов Г.Ф., кандидат технических наук, доцент.

© Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010

(М.В. Чернышов – кандидат физико-математических наук, доцент)

Проблемы обнаружения и локализации взрывчатых веществ и взрывных устройств

(Доклад на заседании ученого совета Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России в сентябре 2009 г.)

Введение

Глобальная террористическая угроза, по-прежнему актуальная для современной России, находит свое концентрированное выражение в условиях, когда люди, находясь в замкнутом пространстве и будучи не в состоянии его покинуть, фактически беззащитны перед угрозой террористического взрыва. Даже простая угроза подрыва, громко прозвучавшая на борту воздушного судна, способна вызвать среди пассажиров панику с трудно предсказуемыми последствиями для продолжения полета. Конструкция пассажирского самолета в высшей степени уязвима к взрыву на его борту: согласно результатам экспериментов, проведенных британскими специалистами, даже небольшая пробоина в трехмиллиметровой алюминиевой обшивке в условиях полёта распространяется с катастрофическими последствиями для самолёта, экипажа и пассажиров.

Как показал анализ инцидента с попыткой террористического подрыва самолёта «ботиночным террористом» 22 декабря 2001 г., даже относительно небольшие взрывные устройства (ВУ) мощностью 50–100 г ТНТ способны уничтожить самолёт при закладке в наиболее уязвимых местах, а заряд мощностью 400–500 г ТНТ уничтожает самолет практически неизбежно. Знаменитый взрыв «Боинга-747» над Шотландией (Локерби, 21 декабря 1988 г.) был вызван зарядом взрывчатого вещества (ВВ) Semtex, эквивалентным 450 г ТНТ.

Специализированные издания информируют о практически ежедневных истинных и ложных сообщениях относительно заминирования самолётов и аэропортов, об обнаружении подозрительных предметов на борту воздушного судна. Нередко эти подозрительные предметы действительно оказываются взрывными устройствами, срабатывание которых приводит к потере лётной годности и крушению самолёта, многочисленным человеческим жертвам.

Для предотвращения проноса ВВ и ВУ на борт воздушного судна крупные аэропорты (международного и всероссийского уровня) оборудуются досмотровой техникой, включающей металлообнаружители, рентгеновские установки, иную аппаратуру аналогичного назначения. Объективно существует многообразие и возможность выбора подходящего варианта досмотровой установки отечественного или иностранного производства на российском рынке. Конструкции досмотровых установок непрерывно совершенствуются, что вызвано острой рыночной конкуренцией. В наиболее современных аэропортах успешно внедряется техника, использующая ядерно-физические методы обнаружения ВВ. Несколько особняком от новинок досмотровой техники стоит использование служебных собак, межвидовых гибридов и других специально обученных животных (чувствительность носа овчарки или спаниеля по-прежнему не уступает техническим устройствам). Таким образом, службы авиационной безопасности (САБ) аэропортов, как правило, делают всё возможное для того, чтобы предотвратить пронос ВУ на борт воздушного судна.

Использование служебных собак для противодействия террористическим взрывам

Служебная собака – преданный друг человека и, вероятно, одно из самых испытанных средств обнаружения ВВ и ВУ. Несмотря на все усовершенствования, связанные с научно-техническим прогрессом, даже самые современные газоаналитические приборы ещё не достигли чувствительности собачьего нюха. Удачные технические средства обнаружения ВВ и ВУ (газоанализаторы, металлоискатели, рентгеновские установки) скорее не вытесняют, а дополняют работу кинолога с собакой.

Пороговая чувствительность наиболее распространенных отечественных детекторов ВВ «Аргус-5», «Пилот», «Шельф» («Шельф-ДС») и МО-02 (МО-02М) по парам ТНТ при температуре воздуха 20‑25⁰ С и относительной влажности не более 95 % находится на уровне 1·10^-13 г/см³ в пробе воздуха и значительно уступает пороговой чувствительности специально подготовленной собаки – 1·10^-16 г/см³. Для зарубежных аналогов технических средств характерна еще несколько меньшая пороговая чувствительность – от 1·10^-9 до 1·10^‑11 г/см³. Значение пороговой чувствительности имеет принципиальный характер, поскольку для большинства регионов России в силу ее географического положения довольно продолжительно по времени действие сравнительно невысоких температур воздуха, когда летучесть ВВ минимальна и, соответственно, минимальна концентрация паров ВВ в воздухе.

Преимущества использования собак для обнаружения скрытых ВВ и ВУ по сравнению с применением в этих же целях газоанализаторов заключаются в следующем:

– собака обнаруживает взрывчатые вещества быстрее детекторов и может работать полный восьмичасовой рабочий день с короткими перерывами на отдых;

– собака может быть натренирована на поиск различных веществ, она ведет поиск тщательнее и полнее.

Одна из важных проблем использования служебных собак при поиске и обезвреживании ВУ состоит в возможности их физической гибели или серьезного повреждения под воздействием осколков взрывного устройства. Важнейшим и наиболее эффективным средством защиты служебной собаки от осколочного действия взрыва, а также ее жизненно важных органов от выстрела из огнестрельного оружия являются защитные бронежилеты. Эти бронежилеты, как правило, должны быть достаточно легкими, эргономичными, не вызывать неудобства и переутомления у защищаемой служебной собаки. Поэтому они, как правило, не имеют в своем составе тяжелых металлических бронепластин. Следует отметить, что с основной своей задачей – защитой от осколков взрывного устройства – такие бронежилеты справляются весьма эффективно (рис. 1).

Рис. 1. Собаки, одетые в защитный жилет «Норд» производства НПО «Специальных материалов», сохраняют свою подвижность при поиске ВВ и ВУ

Таким образом, опыт показывает, что применение современной досмотровой техники в аэропортах не до конца устраняет опасность занесения ВУ в пассажирский самолет. Каждый из видов технических средств обнаружения имеет свои достоинства и недостатки, которыми могут воспользоваться злоумышленники (путём изготовления замаскированных ВУ, отсутствия в них металлических частей, герметичной укупорки заряда ВВ, использования малоизвестных ВВ). Возможности поиска ВВ при помощи служебных собак ограничены их физическими способностями (необходимость в пище и отдыхе, особенности поведения в сложной обстановке). Методы биометрии и психологического сканирования могут лишь косвенно содействовать обнаружению ВУ и ВВ. Кроме того, необходимо учитывать и так называемый «человеческий фактор» (усталость работников аэропорта, их невнимательность, а порой – откровенная недобросовестность при выполнении своих обязанностей), который иногда сильно облегчает задачу криминальным элементам.

Методы биометрии и психологического сканирования

Методы биометрии и психологического сканирования используются для предотвращения криминальных действий, включая террористические акты, выявления преступных (в частности, террористических) намерений отдельных личностей и групп, предотвращения несанкционированного доступа к охраняемым объектам, к закрытой и служебной информации.

Среди всевозможных способов биометрической идентификации и верификации выделяют: распознавание по отпечаткам пальцев, по лицу, по голосу, по радужной оболочке глаза, по геометрическому строению руки и пальцев, по подписи, по динамике нажатия на клавиши. Применяются и другие биометрические характеристики человека: изображения уха, отпечатки губ, походка, которые подвергаются строгому и быстрому компьютерному анализу.

Все существующие биометрические продукты и системы можно условно разделить на две ветви. К первой относятся биометрические продукты, построенные на анализе статических (неизменных) образов личности, данных ей от рождения и нередко свободно наблюдаемых окружающими. Ко второй ветви относятся биометрические устройства и программные средства, акцентированные на анализе динамических образов личности. Динамические образы отражают особенности быстрых подсознательных движений, например, в процессе воспроизведения контрольного слова рукописным почерком или произнесения контрольного слова голосом пользователя.

По данным International Biometric Group за 2002 г., доля дактилоскопических устройств на мировом рынке составляет 52,1 %. Далее следуют: технология сканирования геометрии лица (Facial-Scan) – 12,4 %; технология измерения геометрии руки (Hand-Scan) – 10,0 %; технология сканирования радужной оболочки глаз (Iris-Scan) – 5,9 %; устройства распознавания голоса (Voice-Scan) – 4,4 %; устройства распознавания почерка (Signature-Scan) – 2,1 %. Каждая из названных биометрических технологий имеет свои достоинства и недостатки.

Тем не менее, среди специалистов хорошо известны способы обмана биометрических систем контроля доступа по отпечатку пальца. К примеру, японский криптограф Цутому Мацумото и группа его студентов в Университете Иокогамы (отнюдь не профессионалов-взломщиков) наглядно показали, как с помощью простейшего инвентаря и материалов можно обмануть практически любую (80 %) из дактилоскопических систем.

Ещё аспектом проблемы надежности является вопрос сохранности собранной биометрической информации. Большинство биометрических систем уязвимы для взлома посредством перехвата, сохранения и последующего воспроизведения данных. Насколько это осуществимо, зависит от метода передачи биометрической информации по сети.

Несмотря на очевидное практическую полезность, методы биометрического сканирования вызывают противодействие ряда общественных организаций и отдельных лиц, которые видят в их внедрении вмешательство в личную жизнь и средство установления глобального контроля над обществом и отдельными индивидуумами. Раздражение не в последнюю очередь вызывается большим количеством ложных тревог, поступающих от несовершенных биометрических систем. Так, например, в соответствии с законодательством об открытой информации эксперты просмотрели системные записи системы автоматического распознавания лиц FaceIt компании Visionics, используемой полицейским управлением штата Флорида (в частности, в городе Ибор), и распространили сообщение, в котором говорится, что за два месяца работы системы не удалось распознать ни одного из преступников, чьи изображения находятся в базе данных управления. Более того, утверждается, что система произвела множество ложных опознаний.

Оригинальным методом, которым можно воспользоваться для выявления скрываемых преступных намерений потенциального террориста, является работа с «детектором лжи» (полиграфом). По своей сути данный метод может быть отнесен как к биометрии (поскольку фиксирует реакции организма человека в зависимости от того, говорит он ложь или правду), так и к психологическому сканированию (поскольку физиологические реакции обусловлены психологическими факторами). Однако проверка на полиграфе может осуществляться только сертифицированным специалистом, прошедшим курсы полиграфологов Института криминалистики Центра специальной техники ФСБ России (Курсы ПИК) или другое аналогичное обучение, и только с добровольного согласия испытуемого. Этот факт делает практически невозможным широкое использование полиграфной техники службами авиационной безопасности с целью предотвращения террористических взрывов на воздушном транспорте.

Металлодетекторы (металлоискатели)

Одним из наиболее распространенных средств обнаружения взрывных устройств по косвенным признакам является металлодетектор (металлоискатель). Едва ли кто-либо не встречался с металлодетектором арочного типа в музее или аэропорту, не подвергался ручному досмотру металлоискателем.

Металлодетекторы (МД) относятся к устройствам досмотра, входящим в состав интегрированных средств охраны или используемым автономно. МД могут быть встроенными в устройства заграждения систем контроля и управления доступом, автономными стационарными или автономными переносными. В общем случае МД решают задачу обнаружения проводящих (по существу – металлических) предметов в непроводящей среде. Одной из самых важных сфер применения МД является поиск ВУ, имеющих в своем составе металлические части.

МД решает задачу селективного обнаружения определенных металлических или металлосодержащих объектов поиска (ОП) на фоне металлических предметов общего или личного пользования (ПЛП). Селективное обнаружение МД – его способность устанавливать факт наличия ОП на фоне одновременного присутствия ПЛП и не давать ложных тревог от ПЛП при отсутствии объектов поиска. Селективное обнаружение взрывоопасного ОП может осуществляться только при наличии у него характерных признаков, которые должны быть точно предсказаны перед процессом поиска.

В зависимости от конструктивного исполнения, обычно различают следующие виды МД: ручные (досмотровые); арочные (стационарные); поисковые (селективные) для поиска металлических предметов в траве, песке, под землей. Другой способ классификации МД – их разделение на поисковые, досмотровые (ручные и арочные) и МД для строительных целей.

МД, установленные в аэропортах, способны обнаруживать очень мелкие предметы. Однако это может сильно затруднить работу проверяющих. Большинство операторов устанавливает чувствительность МД на низкий уровень во избежание слишком большого числа ложных срабатываний. Действительно, при настройке большинства металлодетекторов на обнаружение с высокой вероятностью (0,98–0,99 для пистолета Макарова) происходит большое число ложных срабатываний (вероятность 30–60% и даже выше массе предмета 150–180 г). Если сигнал тревоги звучит из-за наличия у пассажира авторучки или браслета от часов, сотруднику охраны приходится возвращать его обратно и просить вынуть из карманов металлические вещи. Это приводит к серьезным задержкам движения, особенно в оживленных аэропортах. Сотрудники охраны опасаются скопления раздраженных пассажиров, им проще снизить чувствительность прибора в ущерб требованиям безопасности.

Для уменьшения числа ложных срабатываний в современных МД, использующих электромагнитные методы обнаружения, находит применение дискретно-пространственное сканирование излучающих и приемо-измерительных операций (использование многокатушечных систем).

Ограниченность МД как средства предотвращения террористических взрывов и криминальных акций на воздушном транспорте является детекция ВУ по важному (наличие металла), но все же косвенному признаку. Поэтому наиболее целесообразно комплексное применение МД совместно с техническими устройствами других типов, а также с кинологической службой. Кроме того, МД не спасают от усталости операторов (а иногда – и их недобросовестности), других проявлений «человеческого фактора». Известно, что исполнители терактов 11 сентября прошли МД-контроль. На записи видеонаблюдения вашингтонского аэропорта сохранились последние минуты перед посадкой в самолет четверых террористов, проходящих рамку арочного МД. Пятого смертника – некоего Хани Ханджура, который, как предполагается, пилотировал угнанный самолет, на записи видеонаблюдения нет. В двух случаях датчик МД сработал, однако после повторной проверки террористам разрешили пройти на посадку. Примечательно, что эти кадры были получены журналистами всего за день до официального опубликования доклада комиссии, расследующей теракты 11 сентября. Без вмешательства «человеческого фактора» при личном досмотре пассажиров с помощью МД, увы, не обошлось и при трагедии с взрывом двух российских самолетов в 2004 г.

МД, установленный в охраняемом помещении, подвергается воздействию целого ряда внешних условий (помех), затрудняющих или делающих невозможным выполнение им своих функций. Помехи разделяют на электромагнитные и вызванные наличием вблизи антенн больших масс металла, замкнутых контуров, перемещающихся или неподвижных. Источниками электромагнитных помех чаще всего являются: силовые электросети и их коммутационное оборудование; работающие силовые электрические устройства (электрические двигатели, электрические генераторы, трансформаторы); люминесцентные лампы; мониторы; телевизоры и т.д.; тепловые установки (завесы).

Наличие электромагнитных помех может привести к ложным срабатываниям, которые в некоторых случаях становятся непрерывными и практически не дают возможности использовать МД. Вследствие нежесткости конструкции, вибраций ложные срабатывания вызываются также находящимися вблизи МД конструкциями, перемещающиеся по своему функциональному назначению (двери, кабины лифтов и т.п.) или осуществляющими движение. При неправильной организации прохода через МД ложные срабатывания могут вызывать перемещающиеся металлические предметы (ручная кладь, зонты и т.п.) у посетителей, находящихся вблизи антенн. Помехоустойчивость МД определяется его способностью сохранять свои характеристики в условиях воздействия рассмотренных выше помех. Для контроля ручной клади могут использоваться рентгеновские установки или МД для ручной клади, располагающиеся в непосредственной близости от арочного МД, предназначенного для досмотра людей. Перечисленные устройства являются источниками дополнительных электромагнитных помех.

МД, установленные в пассажирских аэропортах, обычно не рассчитаны на выявление металлических деталей незначительного веса. Риск, связанный с этим, заключается в возможности проноса металлических деталей взрывателя на борт самолета с последующим осуществлением взрыва. Комплексная система безопасности пассажирского аэропорта должна включать в себя, кроме МД, взаимно дополняющие друг друга рентгеновские, газоаналитические и другие установки для обнаружения ВВ и ВУ. Как правило, стационарные и портативные (ручные) МД применяются совместно с рентгенотелевизионными интроскопами.

Газоаналитические методы обнаружения взрывчатых веществ

Наиболее надежными с точки зрения обнаружения ВОП являются средства поиска, обеспечивающие обнаружение ВВ по прямым признакам. К таким средствам относятся приборы газового анализа (газоаналитические приборы).

К основным задачам, решаемым газоаналитическими приборами, относятся поиск-проверка ВУ и ВВ в интересах борьбы с терроризмом; досмотр подозреваемых лиц, автомобилей и предметов; экспресс-анализ взрывчатых веществ на местах взрыва.

Проблема обнаружения ВВ с помощью анализа их испарений осложнена тем, что концентрация паров ВВ сильно падает с увеличением расстояния от источника. Поэтому газоанализаторы, предназначенные для обнаружения паров ВВ, должны быть на несколько порядков более чувствительны, чем используемые в промышленных целях (например, датчики метана или испарений нефтепродуктов). Это особый вид газоаналитических установок, базирующийся на самых современных научных и технологических разработках. Газоанализаторы – обнаружители ВВ достаточно разнообразны по устройству и принципу действия, условиям эксплуатации, чувствительности, габаритам и массе, стоимостным и другим характеристикам, использующимся для их сравнения. Недалеко, по-видимому, время, когда газоанализаторы наконец сравняются со служебными собаками по критерию чувствительности.

Нормальной чувствительностью детектора паров ВВ по одному из самых легкообнаруживаемых взрывчатых веществ (ТНТ) на постах контроля людей и ручной клади считается величина 10^-7 г/м³. Анализ концентраций насыщенных паров ВВ и технологических примесей в их составе показывает, что концентрация в воздухе паров гексогена и ТЭНа, входящих в состав большинства пластичных взрывчатых веществ (ПВВ), довольно низка и требует от детекторов ВВ большей чувствительности, что приводит к усложнению их конструкции, увеличению габаритов, массы и стоимости, снижению производительности контроля. Чувствительность детекторов паров ВВ должна быть на два порядка выше концентрации насыщенных паров определяемого вещества в воздухе, т.е. составлять 10^-11–10^-9 г/м³ при концентрации насыщенных паров гексогена 10^-8 г/м³, а боевого ВВ С-4 – 10^-9 г/м³.

По физическому принципу своего действия газоаналитические приборы, обнаруживающие пары или микрочастицы ВВ в пробах воздуха, делятся на дрейф-спектрометры и газовые хроматографы. При более тщательном анализе используемых методов обнаружения ВВ различают методы газовой хроматографии, дрейф-спектрометрии ионов, хемилюминесцентный метод, метод молекулярных ядер конденсации (МОЯК), колориметрический метод на основе цветных селективных аналитических реакций. Кроме того, распространены такие обозначения методов следового детектирования, как ГХ/ИДПС (газовый хроматограф / ионизационный детектор с перестраиваемой селективностью), ФУП (флуоресцирующий усиливающий полимер), ТР (терморедокс). Отбор паров и частиц ВВ от контролируемого объекта производится воздушными насосами, действующими по принципу пылесоса. В портативных детекторах (например, МО-2, «Шельф», «EVD-3000», «Vixen») этот узел встроен в анализатор и дает оператору возможность свободно манипулировать им. Для интенсификации парообразования при отборе воздушных проб над объектами иногда используют подогрев поверхностей.

Для повышения эффективности проведения досмотровых операций, упрощения, облегчения и удешевления аппаратуры обнаружения скрытых закладок ВВ предложено вводить в состав ПВВ легколетучие добавки (маркеры), концентрация насыщенных паров которых на несколько порядков больше, чем у гексогена или ТЭНа и не влияет на боевые характеристики пластичного ВВ. Многие страны-производители конденсированных ВВ уже полностью перешли на выпуск маркированных веществ. Обращение с ВВ в Европейском сообществе регулируется директивой Совета ЕЭС 93/135/ЕЕС от 5 апреля 1993 г. о гармонизации положений, касающихся выпуска на рынок и надзора за ВВ, применяемыми в гражданских целях. Эффективность работы газоанализатора существенно повышается, если искомое ВВ выпущено промышленным способом и предварительно промаркировано высоколетучим составом, но по-прежнему остаётся далекой от достижения стопроцентной обнаруживаемости. К сожалению, современные обстоятельства не позволяют надеяться на то, что террористы и другие преступники обязательно воспользуются промышленно изготовленным, а не самодельным ВВ, и что это вещество будет обязательно промаркировано на заводе-изготовителе.

Для газоаналитических приборов весьма актуальна проблема поиска ВВ в герметичных емкостях и поиска ВОП давней закладки в укрывающих средах. Герметичная стеклянная, металлическая или пластиковая емкость практически полностью исключает выход паров ВВ наружу. Для емкости на основе полиэтилена, бумаги и ряда других материалов вероятность выхода паров существует, но содержание паров в воздухе оказывается значительно ниже, чем при отсутствии упаковки, и это соответствующим образом скажется на вероятности обнаружения. Преградой, препятствующей выходу испарений ВВ, может служить даже полиэтилен, пропитанный особым составом.

Химические экспресс-тесты

Среди технических средств, предназначенных для обнаружения и идентификации ВВ, в настоящее время наиболее доступны и широко распространены во всем мире химические экспресс-тесты в виде аэрозольных баллончиков и капельниц (рис. 2). Их основное предназначение – оперативное выявление и идентификация ВВ во внелабораторных условиях, в том числе при низких температурах и высоких влажностях воздуха. Доступность, простота использования химических средств обнаружения ВВ позволяют рекомендовать для использования службам авиационной безопасности российских предприятий авиационного транспорта.

Рис. 2. Комплект для быстрого обнаружения следов взрывчатых веществ «Вираж-ВВ»

Химические методы обнаружения ВВ являются малозатратной альтернативой ряду других экспериментальных методов в тех случаях, когда необходимо обнаружить следовые (микроскопические) количества ВВ, оставленные на той или иной поверхности. Обнаружение паров ВВ, а также неконтактное (дистанционное) обнаружение с помощью химических методов в настоящее время не предполагается.

Рентгенотелевизионные интроскопы и средства компьютерной томографии

Интроскопия (от латинского intro – внутри) – визуальное наблюдение предметов или процессов внутри оптически непрозрачных тел, в непрозрачных средах (веществах). Наблюдение осуществляется путем преобразования невидимого глазом изображения исследуемого объекта, полученного в фиксированном диапазоне электромагнитного излучения, в видимое изображение на экране специального устройства – интроскопа.

В современных досмотровых комплексах наиболее распространены интроскопические установки, работающие в рентгеновском диапазоне длин электромагнитных волн. Рентгеновское излучение обладает целым рядом полезных свойств, использующихся в рентгенотелевизионной технике. Во-первых, оно проникает сквозь непрозрачные тела и предметы. Во-вторых, оно поглощается веществами тем интенсивнее, чем больше их атомный (порядковый) номер в периодической системе Менделеева. В-третьих, рентгеновское излучение вызывает свечение некоторых химических веществ и соединений. В-четвертых, рентгеновские лучи обладают линейным характером распространения.

Одним из важных путей усовершенствования досмотровой техники, предназначенной для обнаружения ВВ и ВУ, является разработка специализированных досмотровых компьютерных томографических систем (рис. 3).

Принцип метода рентгеновской компьютерной томографии заключается в том, что просвечивание каждого слоя биологической ткани осуществляют в импульсном режиме с помощью рентгеновской трубки с вращающимся (например, вокруг тела человека) щелевым коллиматором. Число таких просвечиваний под разными углами может составлять 360 или 720. Каждый раз при прохождении рентгеновских лучей через слой ткани проходит ослабление излучения, зависящее от плотности отдельных структур исследуемого слоя. Степень ослабления рентгеновского излучения измеряется большим количеством высокочувствительных детекторов, после чего вся информация обрабатывается на ЭВМ. В результате получают изображение среза, в котором яркость каждой координатной точки соответствует плотности ткани. Анализ изображения проводят как в автоматическом режиме с использованием ЭВМ и специальных программ, так и визуально. Таким образом, данный метод исследования представляет собой нечто среднее между обычной рентгенографией и использованием ядерно-магнитного резонанса.

Рис. 3. Томографическая установка CTX 1000 (Argus-4) для обнаружения взрывчатых веществ

Тем не менее, эффективность применения рентгеновской досмотровой техники не следует абсолютизировать. Для обеспечения полной взрывобезопасности мест массового скопления людей необходимо комплексное применение целого ряда технических средств и квалифицированного личного состава. К примеру, безопасность афинской Олимпиады 2004 г. обеспечивали 70 тыс. полицейских, 300 из которых были снайперами, 55 охотников местного охотничьего общества, 965 стационарных МД, 261 рентгеновская установка, 39 газоаналитических приборов. Опыт российских и иностранных журналистов показал, что сквозь одиночные рентгеновские установки и рамки МД можно пронести зажигалки, батарейки, провода, другие подозрительные и запрещенные предметы.

Таким образом, рентгенографический контроль с использованием направленного рентгеновского излучения различной интенсивности позволяет получать видимое статическое изображение внутренней структуры устройства, содержащего ВВ, а также подозрительных предметов, скрытых на человеческом теле. Тем не менее, несмотря на огромный прогресс, наблюдающийся в последнее время в разработке все более совершенных рентгеновских установок, вопрос о повышении вероятности обнаружения ВУ, замаскированных под обычные предметы, остается весьма актуальным. Даже томографическое рентгеновское изображение предметов не дает возможности обнаружения ВВ и ВУ со стопроцентной вероятностью.

Ядерно-физические и близкие к ним методы обнаружения взрывчатых веществ

Наиболее высокотехнологичные современные методы обнаружения ВВ используют новейшие достижения атомной и ядерной физики. К таким методам относятся нейтронные (основанные на бомбардировке рассматриваемого объекта потоком тепловых или быстрых нейтронов), гамма-активационные (где эту роль выполняют гамма-кванты), ядерный квадрупольный анализ.

Высокотехнологичные разработки, использующие, например, нейтронно-радиационный (НРА) или гамма-активационный (ГАА) анализ, являются достаточно дорогостоящими и, как правило, стационарными. Однако их высокие технические характеристики дают основание полагать, что в недалеком будущем они получат максимально широкое распространение. Особенно значительной предполагается их роль в обеспечении авиационного транспорта, правительственных и других высокоценных зданий и сооружений от угрозы террористического взрыва.

Ядерно-физические методы обнаружения ВВ основаны на определении элементного состава объекта с помощью зондирующего излучения нейтронами или гамма-квантами. Бета- и гамма-излучения обладают большой проникающей способностью, вследствие чего могут эффективно использоваться для зондирования объектов значительных размеров, в том числе и для выявления замаскированных ВВ. Физической основой обнаружения является различие элементного состава ВВ и среды, в которой оно находится. Состав большинства ВВ характеризуется высокой концентрацией азота, что и является основным критерием обнаружения.

Общую картину ядерно-физических и близких к ним методов дополняет использование физического эффекта, известного как ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР). Строго говоря, метод ЯКР и родственные ему нельзя считать ядерно-физическими, так как зондирующее излучение представляет собой не поток частиц, а электромагнитную волну СВЧ-диапазона. Однако, поскольку ЯКР-методы основаны на наличии фундаментальных свойств (квадрупольного момента) у некоторых ядер атомов обнаруживаемых веществ (например, ядер азота-14 в составе абсолютного большинства ВВ), материалы об этом методе, весьма популярном у исследователей и разработчиков новой техники, также помещены в данной части работы.

Разработка современных методов обнаружения ВВ является одной из самых актуальных проблем научного сообщества. В настоящее время активно обсуждаются проблемы обнаружения весовых (от 50 г) количеств ВВ в багаже, на транспорте, в грузах, в бесхозных подозрительных предметах, в почтовых отправлениях и на теле человека, что имеет первостепенное значение для обеспечения авиационной безопасности от террористического взрыва.

Большинство установок, использующих ядерно-физические методы обнаружения ВВ и ВУ, в настоящее время находяится на стадии создания опытных образцов, прототипов и первых стадиях внедрения. Исключение составляют промышленно выпускаемые в России (рис. 4) и за рубежом установки, использующие метод ядерного квадрупольного резонанса.

а) б) в) г)

Рис. 4. Российские обнаружители взрывчатых веществ, использующие явление ядерного квадрупольного резонанса: а) прибор «ЯКР-160»; б) обнаружитель «ЯКР-25»; в) прибор «ЯКР-15» для контроля корреспонденции и других небольших объектов; г) прибор кабинного типа «ЯКР-К» для контроля обуви пассажиров без её снятия.

ЯКР-установки для обнаружения ВВ производятся фирмами Naval Research Laboratory, Quantum Magnetics и Martin Marrietta в США, Hitachi в Японии и British Technology Group Ltd. в Великобритании. Наиболее известны ЯКР-обнаружители ВВ, выпускаемые фирмой Quantum Magnetics (США, с сентября 1997 г. – в составе компании InVision). Она производит следующие ЯКР-обнаружители ВВ:

– обнаружитель конвейерного типа для досмотра мелкого багажа пассажиров в аэропортах «Q-Scan QR-160» с объемом рабочей камеры 160 литров ( см);

– обнаружитель конвейерного типа для досмотра крупного багажа в аэропортах «Q‑Scan QR-500» с объемом рабочей камеры 500 литров ( см).

Российские ООО «Логис» и НИИ приборостроения им. В.В. Тихомирова создают ЯКР-обнаружители, применимые для поиска ВВ в разных условиях и в различных сферах деятельности человека. По данным специалистов НИИ приборостроения им. В.В. Тихомирова (г. Тула), ЯКР-обнаружители позволяют найти ВВ и наркотические вещества массой от 3 до 5 г в почтовых отправлениях и ручной клади объёма до 25 л за 10–25 с. Но элементарное экранирование от СВЧ-излучения может поставить непреодолимую преграду обнаружению ВВ с помощью указанного метода. Это замечание следует отнести и к различным металлическим транспортным контейнерам. Таким образом, наиболее целесообразно использование ЯКР-техники в комплексе с другими техническими средствами обнаружения ВВ. ЯКР-установки в полевых условиях могут быть объединены в единый поисковый комплект с миноискателями и георадарами, в условиях контроля пассажиров и багажа – с МД, газоанализаторами и РТИ.

ЯКР-обнаружение ВВ, как и любой подобный метод, не является идеальным. В частности, из вышеприведённых материалов следует, что ВВ, находящееся в металлическом или металлизированном корпусе, данным методом не обнаруживается.

Заключение

Краткий анализ существующих средств обнаружения ВВ и ВУ показывает острую необходимость борьбы с проявлениями терроризма на воздушном транспорте России и разработки новых технических средств подавления террористических взрывов мощностью как минимум до 500 г в тротиловом эквиваленте как на борту воздушного судна, так и в помещениях аэропортов.

Согласно Приложению 8 к Конвенции о международной гражданской авиации «Лётная годность воздушных судов» (издание девятое – июль 2001 г.), при проектировании самолета предусматривают наименее опасное место размещения бомбы (взрывного устройства) с целью минимизации последствий ее взрыва после обнаружения. Приложение 6 к Конвенции о международной гражданской авиации «Эксплуатация воздушных судов» (издание восьмое части I «Международный коммерческий воздушный транспорт. Самолеты» – июль 2001 г.) предписывает (рекомендация 13.6.1) предусмотреть специальные средства ослабления воздействия взрыва и придания ему направленного характера для использования в наименее опасном месте размещения бомбы. Этот же документ (п. 13.2.2) предусматривает, что с 1 ноября 2003 г. на всех перевозящих пассажиров самолетах с максимальной сертифицированной летной массой, превышающей 45500 кг, или пассажировместимостью более 60 человек дверь кабины летного экипажа должна противостоять пробиванию пулями стрелкового оружия, осколками гранат, а также насильственному вторжению посторонних лиц.

Постановлением Правительства РФ от 14 мая 2003 г. № 282 внесены изменения и дополнения в ранее принятые акты Правительства по вопросам повышения безопасности полетов и авиационной безопасности в гражданской авиации РФ. В соответствии с принятым Постановлением, в технические задания на разрабатываемые воздушные суда с максимальной сертифицированной летной массой, превышающей 45500 кг, или пассажировместимостью более 60 человек должны быть включены технические требования по их оборудованию специально отведенными и обозначенными местами для размещения ВУ (подозрительного предмета) в случае его обнаружения на борту во время полёта.

В числе технических документов, определяющих подходы к решению проблемы противодействия терроризму на воздушном транспорте, могут быть также названы:

– авиационные правила АП-25;

– приложение 6 к Конвенции о международной гражданской авиации (глава 13 «Безопасность»);

– технические требования, нормы и методы испытаний оборудования на внешние воздействия (приложение П8.1.2 к главе 8 ЕНЛГ-С).

Таким образом, задача защиты пассажирского воздушного судна от террористического взрыва или вооруженного нападения поставлена не только на уровне международных стандартов гражданской авиации, но и на уровне российского законодательства и отечественных нормативных документов.

В связи с вышеизложенным следует отметить, что только разработка специализированного устройства, подавляющего взрыв на борту летательного аппарата, и его широкое использование в практике гражданской авиации может служить удовлетворительным решением задачи по обеспечению безопасности воздушного судна от террористического взрыва.

(А.С. Захаревич – доктор психологических наук)