دستگاه مواد منفجره یاب چیست؟ (صفر تا 100)
امروزه دستگاه مواد منفجره یاب یکی از مهمترین ابزارهای پیشرفته در زمینهی امنیت عمومی و مبارزه با تروریسم محسوب میشود.
Table Of Content
- تاریخچه دستگاه مواد منفجره یاب
- دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰
- دهه ۱۹۹۰
- دهه 2000 و 2010
- دهه ۲۰۲۰
- دستگاه مواد منفجره یاب چیست؟
- 1_ طیف سنجی تحرک یونی (IMS)
- 2_ طیف سنجی جرمی (MS)
- 3_ ایکس ری (X-RAY)
- 3 دستگاه ایکس ری پیشنهادی
- 4_ ماوراء بنفش (UV)
- انواع دستگاههای مواد منفجره یاب
- دستگاه مواد منفجره یاب ماوراء بنفش
- نحوه عملکرد دستگاه مواد منفجره یاب ماوراء بنفش
- 1_ تابش نور ماوراء بنفش
- 2_ واکنش مواد منفجره به نور UV
- 3_ تشخیص تغییرات نوری توسط حسگرها
- 4_ آنالیز دادهها و تشخیص مواد
- 5_ آلارم هشدار
- مزایا و معایب استفاده از دستگاه مواد منفجره یاب ماوراء بنفش
- مزایا
- معایب
- کاربردهای دستگاه مواد منفجره یاب
- 1_ فرودگاهها و پایانههای مسافری
- 2_ مرزها و گمرکات
- 3_ مراکز خرید و اماکن عمومی
- 4_ استفادههای نظامی
- 5_ امنیت ساختمانهای دولتی و حساس
- 6_ رویدادهای بزرگ و اجتماعات عمومی
- جمع بندی
با توجه به رشد تهدیدات تروریستی و استفاده گسترده از مواد منفجره در حملات، نیاز به فناوریهایی که بتوانند به سرعت و دقت این مواد را شناسایی کنند، بیش از پیش احساس میشود.
لذا استفاده از دستگاههای مواد منفجره یاب در محیطهای مختلفی مانند فرودگاهها، ایستگاههای قطار، مرزها، مراکز خرید و اماکن عمومی برای جلوگیری از ورود مواد خطرناک ضروری بنظر میرسد.
ما در این مقاله، به بررسی نحوه کار، تاریخچه، انواع، کاربردها و چالشهای دستگاه مواد منفجره یاب خواهیم پرداخت.
پس در ادامه همراه ما باشید؛
تاریخچه دستگاه مواد منفجره یاب
تاریخچه استفاده از دستگاههای مواد منفجرهیاب به دهههای پایانی قرن بیستم بازمیگردد.
اولین تلاشها برای شناسایی مواد منفجره، بر پایه روشهای شیمیایی و آنالیز مولکولی انجام میشد.
این فناوری بهتدریج با نیاز به تشخیص سریعتر و دقیقتر مواد خطرناک، از جمله مواد منفجره، توسعه پیدا کرد.
در ادامه روند تکامل این دستگاه را بررسی میکنیم؛
دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰
در دهه ۱۹۷۰، فناوریهای نوینی مانند کروماتوگرافی گازی و طیفسنجی جرمی بهکار گرفته شد تا بتوان مواد شیمیایی تشکیلدهنده مواد منفجره را شناسایی کرد.
اما این روشها بسیار زمانبر و برای استفاده در محیطهای عمومی ناکارآمد بودند.
در دهه ۱۹۸۰، تلاشها برای توسعه دستگاههای تشخیص غیرتماسی مواد شیمیایی و انفجاری با استفاده از نور ماوراء بنفش آغاز شد.
دانشمندان متوجه شدند که ترکیبات موجود در مواد منفجره مانند نیتروژن و اکسیژن بهطور خاص به نور UV واکنش نشان میدهند.
این یافتهها مسیر را برای ساخت دستگاههای اولیهای که از نور ماوراء بنفش برای شناسایی این مواد استفاده میکردند، هموار کرد.
دهه ۱۹۹۰
در دهه ۱۹۹۰، با پیشرفتهای قابلتوجه در تکنولوژی حسگرها و پردازش نوری، دستگاههای UV بهتدریج برای کاربردهای امنیتی توسعه یافتند.
بهبود در دقت و حساسیت حسگرهای نوری این امکان را فراهم کرد که دستگاهها بتوانند حتی مقادیر کمی از مواد منفجره را شناسایی کنند.
دستگاههای ماوراء بنفش (UV) و ایکس ری، که قادر به شناسایی سریع مواد منفجره بدون نیاز به تماس مستقیم یا باز کردن بستهها بودند، بهطور گسترده در سیستمهای امنیتی فرودگاهها و گمرکات مورد استفاده قرار گرفتند.
این دوره همچنین با افزایش تهدیدات تروریستی و نیاز به بهبود امنیت در مکانهای عمومی مانند فرودگاهها و مرزها همزمان شد.
در نتیجه، دستگاههای مواد منفجره یاب ماوراء بنفش بهعنوان یکی از ابزارهای تشخیص سریع و غیرتهاجمی مواد منفجره مورد توجه قرار گرفتند.
در این دوره، اولین نمونههای دستگاههای قابلحمل و قابلاستفاده در محیطهای عمومی معرفی شدند.
دهه 2000 و 2010
پس از حملات تروریستی ۱۱ سپتامبر ۲۰۰۱ در ایالات متحده، نیاز به تقویت امنیت عمومی و شناسایی مواد منفجره در مکانهای عمومی بهویژه فرودگاهها و پایانههای حملونقل بهشدت افزایش یافت.
در دهه ۲۰۱۰، دستگاههای مواد منفجرهیاب ماوراء بنفش بهطور گستردهای بهبود یافته و بهینهسازی شدند.
دقت بالاتر، سرعت بیشتر و طراحیهای کوچکتر و قابلحملتر از ویژگیهای جدید این دستگاهها بودند.
دهه ۲۰۲۰
در دهه ۲۰۲۰، با پیشرفتهای بیشتر در زمینه هوش مصنوعی (AI) و فناوریهای یادگیری ماشین، دستگاههای مواد منفجره یاب به مرحله جدیدی از دقت و کارایی رسیدهاند.
استفاده از الگوریتمهای پیشرفته تشخیصی باعث شده که این دستگاهها بتوانند بهطور خودکار و با دقت بیشتری مواد منفجره را تشخیص دهند.
این امر به ویژه در محیطهای شلوغ و پرخطر بهبود امنیت عمومی را به همراه داشته است.
دستگاه مواد منفجره یاب چیست؟
دستگاه مواد منفجره یاب (Explosive Detection Device) ابزاری است که برای شناسایی و تشخیص مواد منفجره در محیطهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
این دستگاهها از فناوریهای مختلفی برای شناسایی مواد منفجره استفاده میکنند که شامل شناسایی ترکیبات شیمیایی، بخارات مواد انفجاری، یا تجزیهوتحلیل طیفی میباشد.
هر نوع ماده منفجره، ویژگیهای منحصر به فردی دارد که با استفاده از این اصول قابل شناسایی است.
در ادامه، چند مورد از مهمترین دستگاههای تشخیص مواد منفجره را معرفی میکنیم:
1_ طیف سنجی تحرک یونی (IMS)
این فناوری از یونهای تشکیلشده از مواد منفجره استفاده میکند.
در این دستگاهها، مولکولهای مواد منفجره به یونها تبدیل شده و سپس بهوسیله یک میدان الکتریکی شناسایی میشوند.
این فناوری به دلیل سرعت بالا و قابلیت شناسایی گسترده مواد منفجره، بهویژه در فرودگاهها و گمرکات مورد استفاده قرار میگیرد.
2_ طیف سنجی جرمی (MS)
این روش بر اساس وزن مولکولی مواد منفجره عمل میکند.
در این دستگاهها، مولکولهای مواد منفجره پس از تجزیه به اجزای کوچکتر، بر اساس جرم خود شناسایی میشوند.
طیفسنجی جرمی یکی از دقیقترین روشهای تشخیص است، اما برای استفاده در محیطهای پرتردد مانند فرودگاهها ممکن است زمانبر باشد.
3_ ایکس ری (X-RAY)
دستگاههای ایکس ری از پرتوهای ایکس برای ایجاد تصویری از درون بستهها یا چمدانها استفاده میکنند.
مواد منفجره به دلیل تراکم و ترکیبات خاص خود(عدد اتمی)، در تصویر به شکلی متفاوت ظاهر میشوند و میتوانند توسط اپراتورها شناسایی شوند.
ایکس ری به دلیل توانایی بالا در تشخیص انواع مختلفی از مواد، بهویژه در کنترل مرزی و فرودگاهها بهکار میرود.
3 دستگاه ایکس ری پیشنهادی
4_ ماوراء بنفش (UV)
دستگاههای مواد منفجرهیاب ماوراء بنفش از نور UV برای شناسایی مواد منفجره استفاده میکنند.
مواد منفجره خاص، مانند آنهایی که حاوی ترکیبات نیتروژنی هستند، وقتی در معرض نور UV قرار میگیرند، واکنشهای نوری مشخصی از خود نشان میدهند.
این فناوری بهویژه در مکانهای عمومی که نیاز به بازرسی سریع و غیرتهاجمی است، کاربرد دارد.
انواع دستگاههای مواد منفجره یاب
دستگاههای مواد منفجرهیاب را میتوان به دو دسته کلی تقسیم کرد: ثابت و قابل حمل.
الف_ دستگاههای ثابت
این دستگاهها معمولاً در فرودگاهها، مراکز گمرکی و ورودیهای اماکن عمومی نصب میشوند و بهصورت خودکار یا نیمهخودکار عمل میکنند.
دستگاههای ثابت میتوانند حجم زیادی از افراد و وسایل را در مدتزمان کوتاهی بررسی کنند.
برخی از مهمترین انواع دستگاههای ثابت شامل سیستمهای ایکس ری و طیف سنجی تحرک یونی هستند.
ب_ دستگاههای قابل حمل
این دستگاهها بهراحتی قابل حمل بوده و در عملیاتهای نظامی، مرزها و بازرسیهای امنیتی سیار مورد استفاده قرار میگیرند.
دستگاههای قابل حمل معمولاً از فناوریهای ماوراء بنفش (UV) استفاده میکنند و امکان بررسی سریع و دقیق افراد و وسایل را در هر محیطی فراهم میکنند.
در ادامه با تکنولوژی دستگاه مواد منفجره یاب ماوراء بنفش که از دستگاههای موجود در کشور میباشد، بیشتر آشنا میشویم.
دستگاه مواد منفجره یاب ماوراء بنفش
نور ماوراء بنفش بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که طولموج آن کمتر از نور مرئی و بیشتر از اشعه ایکس است.
این امواج به دلیل توانایی بالایی که در برهمکنش با مواد مختلف دارند، برای تشخیص شیمیایی و آنالیز نوری مورد استفاده قرار میگیرند.
در دستگاههای تشخیص مواد منفجره با استفاده از نور ماوراء بنفش، از این اصل استفاده میشود که بسیاری از مواد شیمیایی موجود در ترکیبات انفجاری، تحت تأثیر نور ماوراء بنفش، رفتار نوری خاصی از خود نشان میدهند.
مواد منفجره معمولاً دارای ترکیباتی مانند نیتروژن و اکسیژن هستند که در ساختار مولکولی خود پیوندهای خاصی دارند.
این پیوندها میتوانند امواج ماوراء بنفش را جذب یا بازتاب دهند و همین ویژگی بهعنوان کلیدی برای شناسایی آنها استفاده میشود.
بهعبارتی، هر ماده شیمیایی بهطور خاص به نور ماوراء بنفش واکنش نشان میدهد و با ایجاد یک طیف نوری قابل شناسایی، تشخیص داده میشود.
نحوه عملکرد دستگاه مواد منفجره یاب ماوراء بنفش
دستگاههای مواد منفجره یاب ماوراء بنفش از ترکیبی از حسگرهای نوری و مولدهای نور UV برای تشخیص مواد استفاده میکنند.
این دستگاه با استفاده از ویژگیهای نوری خاصی که برخی مواد منفجره در برابر نور ماوراء بنفش از خود نشان میدهند، مواد خطرناک را شناسایی میکند.
عملکرد این دستگاهها بهطور کلی در چند مرحله انجام میشود:
1_ تابش نور ماوراء بنفش
در ابتدا، دستگاه یک پرتو نور ماوراء بنفش (UV) را به سطح یا محیط مورد بررسی (مانند چمدان، بسته، وسیله نقلیه و غیره) میتاباند.
این نور UV معمولاً در طول موجهای مشخصی تولید میشود تا بتواند بهخوبی با مواد مختلف واکنش نشان دهد.
2_ واکنش مواد منفجره به نور UV
مواد شیمیایی تشکیلدهنده مواد منفجره، بهویژه ترکیبات نیتروژنی یا اکسیژنی موجود در آنها، وقتی در معرض نور ماوراء بنفش قرار میگیرند، به شکلهای مختلفی واکنش نشان میدهند:
- جذب یا بازتاب نورUV: برخی مواد منفجره نور ماوراء بنفش را جذب میکنند و برخی دیگر آن را بازتاب میدهند.
- تابش مجدد نور فلورسانس: برخی از مواد منفجره پس از جذب نور ماوراء بنفش، بخشی از آن را به شکل نور مرئی (فلورسانس) منتشر میکنند که قابل شناسایی است.
3_ تشخیص تغییرات نوری توسط حسگرها
دستگاه دارای حسگرهای حساس به UV است که تغییرات در بازتاب یا تابش نور از سطح مورد بررسی را ثبت میکنند.
این حسگرها میتوانند بهسرعت تفاوتهای نوری ناشی از وجود مواد منفجره را از دیگر مواد عادی تشخیص دهند.
4_ آنالیز دادهها و تشخیص مواد
دادههای بهدستآمده از تغییرات نوری توسط دستگاه پردازش و تجزیهوتحلیل میشوند.
دستگاه از یک الگوریتم تشخیص استفاده میکند تا تشخیص دهد آیا این تغییرات نوری با الگوهای شناختهشده مواد منفجره مطابقت دارند یا خیر.
هر مادهای یک الگوی نوری خاص دارد که توسط سیستم شناسایی میشود.
5_ آلارم هشدار
اگر دستگاه وجود مواد منفجره را تشخیص دهد، با صدور هشدار صوتی یا بصری به اپراتور اطلاع میدهد.
این هشدار نشان میدهد که در سطح بررسیشده، موادی با ویژگیهای نوری مشابه مواد منفجره وجود دارند و نیاز به بازرسی دقیقتر وجود دارد.
مزایا و معایب استفاده از دستگاه مواد منفجره یاب ماوراء بنفش
مزایا:
استفاده از دستگاههای ماوراء بنفش در تشخیص مواد منفجره مزایای قابلتوجهی دارد که این فناوری را به یک ابزار قدرتمند در افزایش امنیت عمومی تبدیل کرده است.
از جمله مهمترین مزایای این دستگاهها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- غیرتهاجمی بودن: این دستگاهها نیازی به تماس مستقیم با مواد ندارند و میتوانند از فاصلهای معین محیط را اسکن کنند.
- سرعت بالا: تشخیص از طریق نور UV بسیار سریع است و در مدت زمان کوتاهی انجام میشود.
- دقت بالا: برخی از دستگاههای UV قادر به شناسایی ردیابهای مواد منفجره حتی در مقادیر بسیار کم هستند.
- کاربرد در محیطهای مختلف: از این دستگاهها میتوان در بازرسی بستهها، چمدانها، وسایل نقلیه و حتی مکانهای عمومی استفاده کرد.
معایب:
با وجود تمام مزایای این فناوری، دستگاههای مواد منفجرهیاب ماوراء بنفش نیز با معایب و محدودیتهایی روبهرو هستند که در ادامه به برخی از آنها اشاره میشود:
- تأثیرپذیری از نور محیط: عملکرد این دستگاهها ممکن است تحت تأثیر نور محیطی یا منابع دیگر نور قرار بگیرد که باعث ایجاد تداخل در تشخیص میشود.
- تشخیص مواد خاص: همه مواد منفجره به یک اندازه به نور ماوراء بنفش واکنش نشان نمیدهند، بنابراین این دستگاهها ممکن است برای تشخیص مواد خاصی مناسب باشند.
- هزینه بالا: تولید و نگهداری دستگاههای ماوراء بنفش معمولاً هزینهبر است، این هزینه ممکن است باعث شود که همه مراکز قادر به استفاده از این فناوری نباشند، بهویژه در کشورهای درحالتوسعه.
کاربردهای دستگاه مواد منفجره یاب
دستگاه مواد منفجره یاب نقش بسیار حیاتی در جلوگیری از حوادث تروریستی و حفظ امنیت عمومی ایفا میکنند و بهدلیل دقت و سرعت بالا، بخش مهمی از سیستمهای امنیتی مدرن به شمار میآیند.
این دستگاهها معمولاً در مکانهایی با نیازهای بالای امنیتی مانند فرودگاهها، مرزها، ساختمانهای دولتی و نظامی به کار گرفته میشوند تا از وقوع حملات تروریستی و استفاده غیرمجاز از مواد انفجاری جلوگیری کنند.
در ادامه، مهمترین کاربردهای این دستگاهها را بررسی میکنیم:
1_ فرودگاهها و پایانههای مسافری
یکی از مهمترین کاربردهای دستگاههای مواد منفجره در فرودگاهها و پایانههای مسافری است.
این دستگاهها به سرعت و دقت بالا برای بررسی چمدانها، بستهها و وسایل شخصی مسافران بدون ایجاد تأخیر طولانی استفاده میشوند.
قابلیت غیرتهاجمی این دستگاهها به امنیت در فرودگاهها کمک میکند، زیرا مواد منفجره حتی در مقادیر کم شناسایی میشوند و امنیت پروازها حفظ میشود.
2_ مرزها و گمرکات
در مرزهای زمینی، هوایی و دریایی، دستگاههای مواد منفجره یاب نقش حیاتی در شناسایی مواد منفجره در محمولهها و وسایل نقلیه دارند.
این دستگاهها به دلیل توانایی بالایی که در تشخیص سریع مواد مشکوک دارند، میتوانند در عملیاتهای بازرسی مرزی به جلوگیری از ورود و خروج غیرقانونی مواد خطرناک کمک کنند.
بهویژه در گمرکات، استفاده از این فناوری برای بررسی کانتینرها و بارهای بزرگ که ممکن است حاوی مواد منفجره یا خطرناک باشند، مؤثر است.
3_ مراکز خرید و اماکن عمومی
با افزایش تهدیدات تروریستی در مکانهای عمومی مانند مراکز خرید، استادیومها، سالنهای کنسرت و ایستگاههای قطار، استفاده از دستگاههای مواد منفجره یاب برای شناسایی مواد منفجره بسیار مهم است.
این دستگاهها میتوانند در ورودیها نصب شوند تا افراد و وسایل آنها را بدون نیاز به بازرسی دستی یا تأخیر زیاد بررسی کنند.
4_ استفادههای نظامی
در عملیاتهای نظامی، دستگاههای مواد منفجره یاب برای شناسایی مینها، تلههای انفجاری و سایر مواد منفجرهای که ممکن است در میدانهای جنگ یا عملیاتهای نظامی پنهان شده باشند، استفاده میشوند.
این دستگاهها میتوانند در مناطق جنگی به صورت قابلحمل یا نصبشده در وسایل نقلیه نظامی استفاده شوند تا از جان سربازان محافظت کنند.
5_ امنیت ساختمانهای دولتی و حساس
ساختمانهای دولتی، سفارتخانهها و مراکز حساس مانند نهادهای مالی و تجاری ممکن است هدف حملات تروریستی قرار گیرند.
دستگاه مواد منفجره یاب میتواند در ورودیهای این ساختمانها نصب شود تا از ورود مواد خطرناک جلوگیری کند.
این دستگاهها میتوانند بدون تأثیرگذاری بر جریان روزانه کارمندان و مراجعان، امنیت را تضمین کنند.
همچنین در برخی از موارد، خودروهایی که ممکن است حاوی مواد منفجره باشند، نیاز به بازرسی سریع دارند.
دستگاههای مواد منفجره یاب میتوانند برای اسکن خودروهای مشکوک در ورودیهای امنیتی، بهویژه در مکانهای حساس مانند سفارتخانهها یا ساختمان ریاست جمهوری، استفاده شوند.
6_ رویدادهای بزرگ و اجتماعات عمومی
در رویدادهای بزرگ مانند نمایشگاهها، جشنوارهها، کنسرتها و مسابقات ورزشی، استفاده از این دستگاهها برای بازرسی سریع و دقیق افراد و وسایل ضروری است.
دستگاههای مواد منفجره یاب به دلیل سرعت عمل بالا و دقت در تشخیص مواد منفجره، به جلوگیری از حملات احتمالی در این اجتماعات کمک میکنند.
در مواقعی که شخصیتهای مهم دولتی یا تجاری نیاز به حفاظت دارند، دستگاههای مواد منفجره یاب میتوانند در مکانهای حضور آنها برای بررسی سریع و مؤثر خطرات احتمالی استفاده شوند.
این دستگاهها بهویژه در هنگام برگزاری رویدادهای رسمی و دیدارهای دیپلماتیک مفید هستند.
جمع بندی
تشخیص مواد منفجره یکی از نیازهای اساسی و حیاتی در جهان امروز است که برای حفظ امنیت عمومی و پیشگیری از حملات تروریستی به کار میرود.
در میان دستگاههای مختلف تشخیص مواد منفجره، استفاده از امواج ماوراء بنفش (UV) بهعنوان یک فناوری نوین در این زمینه بهتدریج جایگاه ویژهای پیدا کرده است.
دستگاه مواد منفجره یاب ماوراء بنفش با استفاده از اصول نوری و بهرهبرداری از ویژگیهای شیمیایی مواد منفجره، بهصورت غیرتماسی و سریع، این مواد را شناسایی میکنند.
این دستگاه بهویژه در محیطهایی که نیاز به امنیت بالا وجود دارد، به عنوان یکی از ابزارهای کارآمد برای جلوگیری از ورود مواد منفجره و تهدیدات تروریستی استفاده میشود.
این فناوری نوین به دلیل سرعت و دقت بالا در تشخیص، بهویژه در محیطهای حساس مانند فرودگاهها و مراکز حملونقل عمومی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
در دهههای آینده، با پیشرفتهای بیشتر در زمینه هوش مصنوعی و پردازش نوری، این دستگاهها نقش پررنگتری در حفظ امنیت عمومی ایفا خواهند کرد.
