Досмотровая техника

            Для выявления внедренных устройств перехвата информации. как объектов, имеющих определенные физические свойства (габариты, массу, структуру и т.д.) применяют досмотровые технические средства. В пособии рассматриваются принципы работы металлодетекторов, рентгеноскопических и тепловизионных комплексов эндоскопов, приборов радиационного контроля.

1. Металлодетекторы.

            Электронные средства съема информации обнаруживают в маскирующих средах методом вихретокового контроля, который заключается в анализе взаимодействия внешнего электромагнитного (ЭМ) поля с ЭМ полем вихревых токов, наводимых только в электропроводящих объектах. Распределение и плотность вихревых токов определяются источником ЭМ поля, геометрическими размерами и электромагнитными свойствами объекта, а также их взаимным расположением. В качестве источника ЭМ поля чаще всего используется индуктивная катушка, называемая вихретоковым преобразователем (ВТП). В современных приборах применяют двухкатушечные ВТП (Рис.1.). Одна катушка - возбуждающая, служит для создания вихревых токов в объекте, а другая -измерительная, для измерения ЭДС, наводимой результирующим магнитным потоком, проходящим внутри измерительной катушки (Рис. 1.).

Рис.1.

            Достоинством вихретоковых металлодетекторов является то, что контроль можно осуществлять без непосредственного контакта с объектом, в том числе и при движении катушки относительно маскирующей среды с достаточно высокой скоростью. Дополнительное преимущество заключается в том, что на сигналы ВТП не влияют влажность, давление, загрязнение воздушной среды и поверхности объекта, радиоактивные излучения.

            В поисковых операциях применяют в основном ручные металлодетекторы снабженные световыми и звуковыми индикаторами.

            Модели АКА-7215 «Унискан» (Рис.2) осуществляют селекцию объектов из черных и цветных металлов, снабжены системой игнорирования мелких предметов из ферромагнитных материалов, имеют высокую чувствительность, позволяющую обнаруживать пистолет Макарова, отличая его от сигаретной алюминиевой фольги.

            Самая миниатюрная модель АКА-7210 «Минискан» (Рис.2) имеет габариты 160х80х30мм, что позволяет использовать ее в скрытоносимом варианте для обнаружения оружия. Селекция объектов из черных и цветных металлов сочетается в этом приборе с высокой чувствительностью.

            Профессиональный высокочувствительный компьютеризированный селективный грунтовой металлодетектор АКА-7234 «Стерх Мастер» (Рис.2) снабжен различными программами поиска, включая программу «поиск объекта заданного типа», способен запоминать визуальные образы объектов, имеет автоматическую настройку и схему подавления влияния минерализации грунта. Дальность обнаружения пистолета Макарова-70 см, колодезного люка-150 см, монеты Æ 25 мм -35 см.

          Малогабаритный прибор «Сфинкс-ВМ-311» и портативный «Сфинкс-ВМ-611» имеют ступенчатую регулировку чувствительности (Рис. 3). Автоматический селективный грунтовой металлодетектор «Сфинкс-ВМ-911» снабжен световой и звуковой индикацией. Дальность обнаружения монеты Æ 25 мм - около 30 см,. пистолета Макарова - 50 см, колодезного люка - 180 см, масса - 0,99 кг (Рис.3.).

 Сравнительные характеристики отечественных металлодетекторов приведены в Таблице 1.

Таблица № 1.

2. Приборы рентгеновизуального контроля.

            Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение, состоящее из незаряженных частиц-фотонов. Для целей контроля существенно только «тормозное» излучение, возникающее в рентгеновской трубке при ударе о мишень свободных электронов, ускоренных до высоких энергий. Рентгеновские методы контроля базируются на регистрации тормозного излучения, которое испытывая в зависимости от распределения плотности материалов различное ослабление, несет информацию о внутреннем строении т.е. образует рентгеновское изображение объекта, которое затем преобразуется в оптическое.

 Принципиальная схема рентгеновизуальной установки приведена на Рис.4.

Излучение от рентгеновской трубки (1) проходит через объект (2) и преобразователем (3) трансформируется в свето-вой, электронный или потенци-альный рельефы, соответствую-щие рентгеновскому изобра-жению объекта. Полученный рельеф    можно   воспринимать непосредственно, если он световой, или через систему электронно-оптического усиления и вторичного преобразования (4), переводящую его в изображение на выходном экране (5).

Рентгеновская трубка -электровакуумный высоковольтный прибор, предназначенный для генерирования рентгеновского излучения посредством бомбардировки анода (мишени) пучком электронов, ускоренных приложенным к электродам трубки напряжением. Простейшая рентгеновская трубка представляет собой запаянный стеклянный или керамический баллон с разряжением 10^-6¸5х10^{-7 мм рт. ст., внутри которого расположены на фиксированном расстоянии друг от друга катодный и анодный узлы. Существуют трубки непрерывного и импульсного излучения. Достоинства последних это малая энергоемкость и меньшее облучение оператора за счет малого времени экспозиции (формирования изображения в процессе облучения).}

По способу преобразования различают:

• люминисцентные устройства, в которых используются свойства люминофоров преобразовывать некоторую долю поглощаемой энергии рентгеновского излучения в свет;
• электронные, преобразующие рентгеновское изображение в электронное, которое затем трансформируется люминисцентным или рентгенографическим преобразователем в видимое;
• рентгенографические пленки. в которых рентгеновское изображение преобразуется в оптическое в результате взаимодействия излучения с эмульсией рентгеночувствительного материала;
• полупроводниковые, в которых рельеф проводимости, образующийся на фотопроводящем слое, преобразуется затем в потенциальный рельеф и видимое изображение.

            Основное требование, предъявляемое к преобразователям - оптимальная трансформация рентгеновского изображения в адекватные: оптическое, видеосигнал, потенциальный рельеф и т.д. при минимально возможной поглощенной дозе излучения просвечиваемым объектом.

            Главной задачей повышения ценности видимого изображения является увеличение его яркости. Повышение эффективности рентгенолюминофоров даже до 100% может привести к увеличению яркости всего в несколько раз. Применение усилителей рентгеновского изображения позволяет увеличить яркость исходного изображения в тысячу раз и более. Усилитель рентгеновского изображения (УРИ) представляет собой преобразователь рентгеновского изображения в видимое с одновременным увеличением яркости. Усиленное по яркости изображение наблюдается оператором с экрана рентгеновского электроннооптического преобразователя (РЭОП), либо с видеоконтроль-ного устройства замкнутой телевизионной системы, входящей в состав УРИ.

            В простейших комплексах рентгеновского контроля применяют люминофорные преобразователи, трансформирующие рентгеновское изображение непосредственно в видимое.

            В рентгенотелевизионных комплексах рентгеновское изображение объекта сначала преобразуется входным экраном в видимое, проецируемое при помощи светосильной оптики на матрицу передающей телевизионной трубки. В трубке изображение преобразуется в видеосигнал, который после обработки в телевизионном блоке снова трансформируется в видимое на экране видеоконтрольного устройства. В качестве передающих телевизионных трубок применяют в основном видиконы и изоконы.

            При проведении поисковых мероприятий широко применяются мобильные рентгенотелевизионные комплексы.

           Рентгенотелевизионный комплекс «Премьер» (Рис.5) построен по модульному принципу, что позволяет варьировать входящими в его состав излучателями. устройствами преобразования и визуализации. В составе комплекса могут работать рентгеновские  трубки  с  напряжением  от  50  до 100 кВ, обеспечивающие проникающую способность до 40 мм, преобразо-ватели со сменными конвертора-ми, реализующими размеры рабочего поля от 90х120 мм до 450х600 мм. Изображения могут храниться в энергонезависимой памяти емкостью до 3000 кадров, либо во внешнем компьютере. Электропитание комплекса массой 28 кг осуществляется от сети 220 В 50 Гц.

            Малогабаритная рентгеноте-левизионная установка «Норка» (Рис.6) предназначена для проведения контроля в полевых условиях. В составе установки:0 рентгеновский излучатель с  напряжением  50 кВ,  преобразователь,  обеспечивающий  размер  рабочего  поля 120х160мм, блок управления с ЖКИ-монитором. При проника-ющей способности 20мм (алюм.) прибор позволяет выявлять провод диаметром 0,1мм. Электропитание прибо-ра весом 13кг обеспечивается от сети 220В 50Гц.

Рис. 6  

Следует учитывать, что рентгеновские аппараты явля-ются источниками  ионизирующего излучения и при работе с ними необходимо строго выполнять инструкции и указания, содержащиеся в документах по радиационной безопасности.

3. Тепловизионные приборы.

            При размещении любого объекта в укрывающей среде неизбежно проявляются нарушения ее структуры (прежде всего плотности), даже при самом тщательном маскировании. В результате возникает различие в степени теплового излучения маскирующего слоя, расположенного над объектом, и естественного фона. Уровень излучения зависит от материала, температуры, влажности,. состояния поверхности маскирующего слоя и ряда других факторов.
Тепловизионные приборы, применяют для обнаружения средств съема информации, установленных в ограждающих конструкциях помещений, а также для определения параметров и времени появления тепловых следов т.е. создания термографических изображений.

Рис. 7

Тепловизионный комплекс IRTIS-200
(Рис. 7) в диапазоне температур от-20°С до 200°С имеет чувствительность от 0,05°С до 0,35°С. Сканирование кадра с разрешением 256х256 строк занимает не более 1,5 секунд. Габариты инфракрасной камеры (ИК) 200х140х100 мм, при массе около 2,5 кг. Потребление энергии до 1,5 Вт позволяет обеспечить непрерывное время работы от 6 В NiCd аккумуляторов не менее 8 часов. ИК-камера прибора представляет собой меха-нический сканер с одноэлементным ИК-приемником. Малое количество преломляющих и отражающих поверхностей зеркально-линзовой оптической системы обеспечивает минимальные потери и простоту настройки оптического тракта, что позволяет достичь рав-

номерной чувствительности по полю кадров и высокой повторяемости их геометрии. ИК-приемник тепловизионного прибора может комплектоваться системой термо-электрического охлаждения или системой охлаждения жидким азотом. Базовая модель камеры, укомплектованная последней системой, имеет чувствительность не хуже 0,05°С. Наличие компьютера позволяет производить обработку информации непосредственно в процессе сканирования термограмм.

4. Эндоскопы.

Для визуального контроля труднодоступных зон, характеризуемых минимальными размерами входных отверстий, сложными профилями и плохой освещенностью, предназначены волоконно-оптические приборы-эндоскопы.

            В состав прибора (Рис.8) входят: мощный источник света (1), световод освещения (2), световод изображения (3) с объективом (4), окуляр (5) с регулятором резкости (6), манипулятор (7) гибкого участка объединенной (рабочей) части световодов (8).

.

            В качестве источника света используется галогенная лампа, снабженная отражателем с интерференционным покрытием. Лампа и торцевая часть световода освещения охлаждаются воздушным потоком, создаваемым вентилятором. По световоду освещения свет передается в труднодоступную зону. Манипулятором корректируется пространственное положение гибкого участка рабочей части. Изображение, увеличенное объективом, передается по световоду наблюдателю. Качество изображения устанавливается регулятором резкости.

            Широкое распространение получили эндоскопы серии ЭТ-2 (Рис.9).

5. Средства радиационного контроля.

            Обнаружение подозрительных объектов с радиоактивными свойствами осуществляется радиометрическими приборами, реагирующи-ми на гамма или жесткое бета-излучение. В состав радиометра входят:

детектор ионизирующего излучения/ газонаполненный счетчик Гейгера-Мюллера, или пропорциональный счетчик, включающий в себя сцинтил-лятор,  фотоэлектронный  умножитель,

ионизационную камеру, кристалл полупроводник;

• счетчик импульсов или усилитель выходного тока детектора;
• цифровой или стрелочный индикатор.
• устройство питания.

            Заряженная частица (гамма-квант) попадая в зону действия детектора, вызывает ионизацию рабочего вещества. Образующиеся заряды собираются на электродах детектора, формируя импульс тока. Количество импульсов за некоторое фиксированное время подсчитывается, а результат отображается на индикаторе. Время измерения для сцинтилляционного детектора составляет 1-2 с, для радиометров со счетчиками Гейгера-Мюллера - от 20 до 50 с.

Величина, которую измеряют радиометры,. называется мощностью экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения. Для ее оценки чаще всего используют внесистемные единицы (Рентген): Р/ч, Р/мин, Р/с, мР/мин мР/с, мкР/ч, мкР/мин, мкР/с. Фоновая МЭД должна составлять от 5 до 30 мкР/ч. Если МЭД, создаваемая объектом, в несколько раз превышает фоновую. его можно считать подозрительным.

            Основной дозиметрической величиной является эквивалентная доза, являющаяся мерой потери энергии излучения в единице массы биологической ткани. Единица измерения в системе СИ -зиверт (Зв), внесистемная -бэр (1 бэр=1х10^-2 Зв). Поглощенная тканевая доза, измеренная в бэрах, примерно равна экспозиционной дозе, измеренной в рентгенах.

            Для того, чтобы исключить возможность поражения организма человека, установлены предельно допустимые дозы (ПДД) внешнего и внутреннего облучения персонала. занятого на работах с источниками ионизирующего излучения, и, исходя из возможных последствий влияния ионизирующего излучения на организм, установлены две категории облучаемых лиц:

• категория А -лица, которые непосредственно работают с источниками ионизирую-щего излучения (персонал);
• категория Б - население в целом.

ПДД (бэр) внешнего облучения:

• для персонала-15 бэр в год;
• для населения - 0,5 бэр в год.

            В целях выявления источников ионизирующего излучения используются различные виды дозиметров. Наиболее простые показывают факт наличия ионизирующих излучений, превышающих установленный порог. Более сложные позволяют измерять (оценивать) мощность дозы гамма-излучений, измерять плотность потока бета -излучений от загрязненных поверхностей, а также производить поиск источников ионизирующих излучений. Параметры типовых отечественных приборов радиационного контроля приведены в Таблице 2.

Таблица № 2