26 мая 2020, вторник, 13:30
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Предложен новый тип детектора взрывчатых веществ

Реактор пиролиза
Реактор пиролиза
Nikolay Samotaev, Artur Litvinov et al./Sensors

Ученые из НИЯУ МИФИ разработали новый вид детектора, отслеживающего нитросоединения (тротил, нитробензол и нитронафталин), которые используются для создания взрывчатки. Новое устройство поможет повысить уровень безопасности в метро, аэропортах, железнодорожных вокзалах и на различных видах производства. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда. О своем изобретении ученые рассказали на страницах журнала Sensors, кратко о нем сообщается в пресс-релизе РНФ.

Для обнаружения взрывчатых веществ на пунктах досмотра устанавливают специальные устройства, которые должны выявлять нитросоединения. Сейчас есть два вида аппаратов, различающихся принципом работы. Первый основан на ионно-подвижной спектрометрии — устройство всасывает в себя окружающий воздух и по скорости движения ионов определяет, какие вещества в нем содержатся и в каком количестве. Подобные аппараты дают быстрый отклик, но они весьма дорогостоящие и сложные в использовании. Второй подход — метод флуоресцентного тушения, который определяет интенсивность свечения ионов при контакте с особым светящимся соединением. Чем меньше уровень свечения, тем больше концентрация взрывчатого вещества. Детекторы, использующие этот метод, нестабильны и менее чувствительны. Несовершенство существующих технологий подтолкнуло ученых МИФИ к поиску нового подхода, который сочетал бы в себе приемлемую стоимость и высокое качество анализа.

В результате удалось разработать прототип принципиально нового детектора взрывчатых веществ. Все начинается с забора воздуха насосом, после этого он попадает в испаритель, где при температуре 80 ℃ из него выделяются пары тротила или других нитросоединений. Затем пары отправляются в реактор и при температуре 450 ℃ происходит разложение вещества на составные элементы, такая реакция называется пиролизом. В результате получается диоксид азота NO2, концентрацию которого фиксирует специальный датчик. Помимо обнаружения взрывчатых веществ в воздухе, прототип может определять их следы на различных поверхностях. Для этого на аппарат устанавливается специальный модуль, который улавливает не пары, а твердые следы нитросоединений. Весь последующий процесс остается неизменным.

Как показали испытания, детектор определяет концентрацию вещества за 3 секунды, после этого ему потребуется около 3 минут на очистку. Предел обнаружения тротила у аппарата составляет от 10−11 г/см3 до 10–12 г/см3, что ставит его на уровень с дорогостоящими датчиками на основе ионно-подвижной спектрометрии. Однако разработанный в МИФИ прототип дешевле своих конкурентов. Также ученые позаботились о фильтрации фоновых газов и водяного пара, которые приводят к ложным срабатываниям детекторов. Для этого в конструкцию встроены датчики температуры и влажности. Они корректируют получаемый результат, поэтому при плавных и резких изменениях последнего параметра (на 50 % и более) прототип всё равно показывает верный результат.

Но детектор еще нужно дорабатывать: «В первую очередь, необходимо ускорить очистку: мы можем быстро определить концентрацию вещества, но затем приходится ждать перезарядки для следующего забора пробы. Подобным устройствам необходимо укладываться в нормативы служб безопасности, где-то 3–4 секунды. Как в аэропорту на проход через рамку есть определенный норматив, чтобы толпа не скапливалась», — рассказывает руководитель проекта Николай Самотаев, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник кафедры микро- и наноэлектроники, доцент Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.