Петренко Е.С.

К оценке возможности обнаружения взрывчатых веществ и устройств, содержащих их

Специальная техника, 2001, № 2.

Взрывчатые вещества (ВВ) существуют как в твердом (конденсированном), так в жидком и газообразном состоянии, представляя собой консистенции самой широкой цветовой гаммы и прозрачности.

ВВ для производства буровзрывных работ в промышленности и для военных целей производятся в промышленных условиях. Целый ряд ВВ может быть произведен кустарным способом с использованием общедоступных материалов, естественно уступая промышленно производимым веществам как по эффективности, так по надежности и безопасности применения. Тем не менее, нельзя исключать возможность появления таких ВВ при попытках осуществления террористических актов или в районах локальных вооруженных конфликтов.

Кроме того, взрывоопасные смеси могут образовываться периодически или случайным образом при осуществлении тех или иных технологических и производственных процессов на основе веществ, не относящихся традиционно к компонентам ВВ. В частности, взрывчатые составы объемного действия (объемно-детонирующие смеси или ОДС) могут образовываться в результате смешивания в определенных пропорциях мелкодисперсных металлических частиц, частиц на органической основе или газообразных углеводородов с кислородом воздуха. Наиболее часто такие составы могут образовываться при производстве ВВ и пиротехнических изделий, при снаряжении боеприпасов, при переработке и хранении зернобобовых культур (кукуруза, горох, подсолнечник и т.п.), при производстве сложноорганических соединений различных типов и химических удобрений (лакокрасочные материалы, эфирные соединения), при добыче и транспортировке некоторых полезных ископаемых (уголь, газ и газовый конденсат, нефть), в металлургическом производстве, при производстве сахара и в деревообрабатывающей промышленности. Причем чувствительность таких составов к внешнему воздействию, инициирующему развитие в них детонационных процессов, порой существенно превышает соответствующий показатель у промышленно производимых ВВ. Другой вопрос, что концентрации веществ в составе, при которых возможно развитие в нем детонационных процессов, как правило, находятся в очень узких пределах и на практике возникают довольно редко. Тем не менее, учитывая большие массы образующихся смесей (до нескольких тонн) и высокие уровни значений теплоты взрывчатого превращения, можно сделать вывод о той серьезной опасности, которую такие вещества представляют в некоторых ситуациях.

В этих условиях при всем многообразии форм и видов ВВ очевидно, что возможности человека по визуальной идентификации ВВ и взрывоопасных смесей резко ограничены, хотя в некоторых случаях хорошее знание их внешних признаков и технических параметров сыграло решающую роль при выполнении операций поиска и обезвреживания взрывных устройств и других взрывоопасных предметов (ВОП).

На практике как при производстве буровзрывных работ в промышленности, так и в военном деле, применяются главным образом твердые ВВ в силу большего удобства работы с ними. Наиболее известными из них являются тротил (ТНТ, тринитротолуол, тол) и гексоген.

В последнее время все большее распространение получают пластические (пластилинообразные) и эластичные (резиноподобные) ВВ, в просторечии обычно называемые “пластиковой” взрывчаткой. Они представляют собой смеси порошкообразного ВВ повышенной мощности (гексогена, ТЭНа) со связующим веществом (синтетическим каучуком, минеральными и эфирными маслами, парафином, стеарином, суспензионным фторопластом) и в некоторых составах - с порошком алюминия. Такие пластические и эластичные ВВ применяются как в военном деле, так и в промышленности (при металлообработке с помощью взрыва). По взрывчатым свойствам такие ВВ относятся к бризантным ВВ нормальной мощности, но более удобны в применении из-за возможности придания заряду любой формы.

В настоящее время с помощью средств массовой информации широко распространено мнение о весьма высокой мощности пластического ВВ: якобы “пластиковая” взрывчатка в 5, а то и в 10 раз мощнее тротила. В реальности по энергии взрывчатого превращения пластические ВВ не превосходят тротил, однако местное (бризантное) действие взрыва их заряда из-за возможности более плотного прижатия к поверхности разрушаемого объекта несколько превосходит бризантное действие взрыва тротиловых шашек, имеющих плоские грани, не обеспечивающие их плотного прилегания к неровным поверхностям.

Бризантные ВВ подразделяются на:
  • ВВ повышенной мощности (гексоген, ТЭН, сплавы тротила с гексогеном, октоген, тетрил);
  • ВВ нормальной мощности (тротил, сплавы тротила с ксилитом, динамиты, пироксилин, пластические и эластичные ВВ);
  • ВВ пониженной мощности (аммиачная селитра, смеси аммиачной селитры с горючими или взрывчатыми веществами).

Для сравнительной оценки взрывчатых свойств различных ВВ может быть использован тротиловый эквивалент, численно равный отношению теплоты взрывчатого превращения сравниваемого ВВ с аналогичной характеристикой тротила. Наиболее мощным ВВ является октоген, тротиловый эквивалент которого равен 1,8.

Таким образом, круг ВВ, которые могут встретиться при выполнении операций поиска и обезвреживания зарядов ВВ, является вполне конкретным и достаточно ограниченным по номенклатуре. Дело остается за малым – найти эти объекты.

В настоящее время в России и за рубежом разработаны и производятся целый ряд средства поиска зарядов ВВ и ВОП как по прямым, так и по косвенным признакам.

Прямым признаком является наличие ВВ или его отдельных компонентов. К косвенным признакам ВОП относятся: наличие металлических и пластмассовых деталей, полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, интегральных микросхем) взрывательных устройств, проводных линий, антенн, определенная форма корпуса (цилиндр, параллелепипед) и т.д.

Наиболее надежными с точки зрения обнаружения ВОП являются средства поиска, обеспечивающие обнаружение прямых признаков. К таким средствам относятся приборы газового анализа (или газоаналитические приборы); приборы, работа которых основана на так называемых ядерно-физических методах, и специальные химические тесты. Кроме того, для обнаружения ВВ широко используются специально подготовленные по курсу минно-розыскной службы (МРС) собаки.

Газоаналитические приборы обнаруживают пары или микрочастицы ВВ в пробах воздуха, отбираемых с помощью специальных приспособлений, и по принципу действия делятся на дрейф-спектрометры и газовые хроматографы.

Работа дрейф-спектрометров основана на ионизации непрерывного потока газа, разделении образовавшихся ионов микропримесей по их подвижности в электрическом поле специальной формы и регистрации разделенных ионов.

Благодаря своему принципу действия дрейф-спектрометры обладают достаточно высоким быстродействием (от сотых долей секунд до нескольких секунд), но при этом имеют недостаточную разрешающую способность. Недостаточная помехозащищенность этих приборов определяет их преимущественное использование в качестве индикаторов наличия ВВ без идентификации его типа.

Дрейф-спектрометры показывают хорошие результаты при поиске ВВ, в состав которых входит тротил и нитроглицерин, обладающие достаточно высокой летучестью при положительных температурах окружающей среды. Недостатком большинства дрейф-спектрометров является ограниченная номенклатура обнаруживаемых ВВ, поскольку многие из них, например, октоген и гексоген, входящий в состав большинства пластических и эластичных ВВ, имеют низкую летучесть. Другим недостатком этих приборов является возможность использования только при положительных температурах воздуха. Расширению возможностей дрейф-спектрометров способствует тот факт, что в реальных условиях ВВ различных видов хранятся на складах и перевозятся совместно. В этом случае происходит “загрязнение” имеющих низкую летучесть ВВ (гексогено- и октогеносодержащие ВВ, ТЭН, тетрил) парами ТНТ, что значительно расширяет возможности данного метода поиска. При повышении температуры гексогено- и октогеносодержащих зарядов ВВ до 35…40 °С появляется возможность и непосредственного их обнаружения без использования эффекта “загрязненности” парами ТНТ. Для быстрого создания необходимой температуры на поверхности зарядов ВВ, в том числе и при отрицательных температурах окружающей среды, могут быть использованы переносные промышленные или бытовые фены, другие теплогенераторы с автономным источником питания.

Работа подавляющей части современных переносных газовых хроматографов основана на разделении отобранной пробы воздуха с помощью специального поглощающего вещества – сорбента, нанесенного на поверхность капилляров, собранных в поликапиллярную колонку. Дальнейший анализ разделенных составляющих производится с помощью различных детекторов (например, детекторов электронного захвата).

Хроматографы обладают высокой чувствительностью (до 0,01 мкг/м3) и разрешающей способностью, однако время анализа одной пробы составляет от несколько десятков секунд и более. Управление работой приборов и обработка результатов анализа производится встроенными микропроцессорными устройствами; имеется возможность сопряжения с компьютером. Наличие и использование специального программного обеспечения для обработки сигналов от детекторов обеспечивает возможность многофункционального применения данных приборов без каких-либо изменений в конструкции.

При этом, если для работы дрейф-спектрометров достаточно бесконтактного (с расстояния до 15…25 см) отбора проб воздуха в районе размещения предполагаемого заряда ВВ или взрывного устройства и анализа содержащихся в этих пробах паров ВВ, то для работы газовых хроматографов необходим непосредственный отбор микрочастиц вещества, нагрев их до температуры испарения и последующий анализ на предмет наличия ВВ.

Естественно, что во втором случае объем получаемой информации будет существенно больше, что позволяет в ряде случаев идентифицировать не только тип ВВ, но и некоторые другие вещества, например, наркотические. Одной из последних разработок в этой области является VaporTracer2 (фото 1)компании ION TRACK INSTRUMENTS (США) стоимостью более $ 30000.

Фото 1. Газовый хромотрограф VaporTracer2

К сожалению, на практике, при выполнении работ по поиску и обезвреживанию взрывных устройств различных типов, оператор прибора не всегда может обеспечить условия для контактного отбора микрочастиц вещества исследуемого объекта, например, в случае размещения его в атташе-кейсе или другой упаковке, когда на внешних поверхностях следовые количества ВВ отсутствуют по тем или иным причинам, а возможность вскрытия упаковки представляет известную опасность.

Как показала мировая практика выполнения работ по поиску и обезвреживанию взрывных устройств и других взрывоопасных предметов, для специалиста, проводящего такую работу, в подавляющем большинстве случаев нужна только одна информация – есть взрывчатое вещество или нет, то есть может взорваться обследуемое устройство или нет. Для выполнения этой операции наиболее приемлемыми являются дрейф-спектрометры, которые обеспечивают выявление факта присутствия ВВ без идентификации его типа. Идентификация ВВ, в том числе – и смесевых, с точностью до процентного содержания составляющих их компонентов, включая сенсибилизаторы, флегматизаторы, пластификаторы и красители, может быть осуществлена в более спокойных условиях (например, в лаборатории) с помощью, например, приборов газовой хроматографии. Кроме того, разработанные методики и оборудование (например, рентгенофлуоресцентный анализатор серии “Спектроскан”) позволяют по качественному и количественному составу микропримесей в ВВ идентифицировать завод-изготовитель и партию с целью осуществления следственных действий. Следует отметить, что приборы газовой хроматографии являются более сложными и дорогостоящими и требуют достаточно высокого уровня квалификации оператора, особенно при работе со смесевыми ВВ. Естественно, что при наличии во взрывном устройстве взрывателя, переведенного в боевое положение, такую идентификацию целесообразно осуществлять только после обезвреживания этого взрывателя тем или иным способом.

В данной статье анализ особенностей работы различных моделей газовых хроматографов не проводится.

Одной из важнейших характеристик дрейф-спектрометров, определяющих возможность их использования в конкретном регионе мира для поиска конкретных ВВ, является пороговая чувствительность – предельная концентрация паров ВВ в воздухе, которая может быть выявлена. Известно, что возможности обнаружения паров ВВ в пробах воздуха с помощью собак и дрейф-спектрометров в значительной степени зависят от влажности и, особенно, от температуры воздуха. Пороговая чувствительность отечественных детекторов ВВ “Аргус-5”, “Пилот”, “Шельф” (“Шельф-ДС”) (фото 2) и МО-02 (МО-02М) по парам ТНТ при температуре воздуха 20…25 °С и относительной влажности не более 95 % находится на уровне 1*10 -13 г/см3 ВВ в пробе воздуха и все еще значительно уступает пороговой чувствительности специально подготовленной собаки – 1*10 -16 г/см3 ВВ. От детекторов серии МО-02, в которых сделана попытка решения задачи идентификации типа ВВ, приборы “Шельф”, “Аргус-5” и “Пилот” отличаются повышенной помехоустойчивостью, простотой эксплуатации и несколько большим временем наработки на отказ. Детекторы “Аргус-5” и “Пилот” отличаются от детектора “Шельф” наличием ЖК-дисплея (на котором отображается устанавливаемый уровень порога обнаружения, уровень сигнала тревоги при обнаружении реального ВВ и уровень заряда аккумуляторной батареи), улучшенной чувствительностью за счет оптимизации конструкции пробоотборной части и наличием разъема для связи с РС.

Фото 2. Детектор паров ВВ “Шельф” (“Шельф-ДС”)

Для зарубежных аналогов характерна несколько меньшая пороговая чувствительность – 1*10-9…1*10 -11 г/см3. При этом указанное для отечественных образцов детекторов ВВ 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. В данных условиях зарубежные аналоги, независимо от их превосходного дизайна, агрессивной рекламы и успеха работы в других странах с более благоприятным климатом, могут давать значительный процент пропуска объектов поиска, содержащих ВВ, со всеми вытекающими отсюда последствиями для оператора прибора и окружающего пространства.

К сожалению, эффективному и безопасному использованию дрейф-спектрометров всех без исключения моделей при поиске ВВ препятствует возможность работы с расстояния не более 15…25 см (при самых благоприятных условиях). Соответственно серьезной проблемой становится обнаружение взрывных устройств с натяжными (разбрасываемыми), сейсмическими, оптическими датчиками цели и взрывных устройств в управляемом варианте (по радиоканалу или по проводам). Естественно, что задача борьбы с такими взрывными устройствами должна решаться путем комплексного использования различного специального оборудования, приспособлений и тактических приемов с учетом конкретной обстановки.

В целом, дрейф-спектрометры являются достаточно эффективным инструментом при поиске и обезвреживании зарядов ВВ, взрывных устройств и других ВОП при условии получения оператором прибора достаточного уровня специальной подготовки в данной области и комплексного использования других технических средств и тактических приемов.

Современные дрейф-спектрометры имеют массу 0,6...7,0 кг, хроматографы – от 1,5 до 50...70 кг. Питание как дрейф-спектрометров, так и хроматографов может осуществляться как от сети 220 В, 50 Гц, так и от аккумуляторов.

Обнаружение ВВ ядерно-физическими приборами основано на регистрации рассеянного и вторичного излучений нейтронов и гамма-квантов, получаемых в результате облучения обследуемой среды потоком быстрых нейтронов, создаваемым (в современных приборах) изотопным источником. Наличие в отраженных полях определенного количества нейтронов и гамма-квантов, энергия которых лежит в определенных энергетических диапазонах, свидетельствует о наличии в обследуемом объеме водорода и азота, входящих в состав подавляющей части ВВ.

К сожалению, разрабатываемые в настоящее время приборы для поиска ВВ и ВОП в грунте имеют пока еще низкую помехозащищенность, зависящую от физических свойств грунтов (неровность поверхности, переменная влажность, разнородные включения), высокое энергопотребление, достаточно большую массу (от единиц до десятков килограмм) и габариты. Достаточно серьезную проблему представляет собой необходимость защиты окружающего пространства от ионизирующего излучения, создаваемого прибором.

Одной из последних, достаточно успешных разработок в этой области является обнаружитель взрывчатых и других веществ на основе метода ядерного квадрупольного резонанса ОВВ-ЯКР-10, предназначенный для работы с почтовыми отправлениями.

Из технических средств, предназначенных для обнаружения и идентификации ВВ, наиболее широко во всем мире в настоящее время используются химические экспресс-тесты в виде наборов аэрозольных баллончиков или капельниц (например, комплекты “Антивзрыв”, “Лакмус-2” и “Поиск-ХТ”, фото 3 и 4).

Фото 3. Комплект экспресс-тестов для обнаружения и идентификации ВВ “Антивзрыв” (“Лакмус-2”)

Фото 4. Комплект экспресс-тестов для обнаружения и идентификации ВВ “Поиск-ХТ”

Данные экспресс-тесты обеспечивают решение задачи обнаружения и идентификации ВВ по их следовым количествам на поверхностях предметов, одежде и руках человека, в том числе и в течение длительного времени (до нескольких месяцев) после прекращения контакта ВВ с обследуемой поверхностью. Пороговая чувствительность химических экспресс-тестов находится на уровне 1*10-5 г/см3.

Процесс исследования является быстрым, наглядным и не требует дополнительного лабораторного оборудования. Персонал, использующий экспресс-тесты, не нуждается в специальной подготовке. Присутствие следов ВВ определяется по характерному окрашиванию тестовой бумаги с отобранной пробой после ее обработки составами, входящими в комплекты.

В частности, комплект “Антивзрыв” (“Лакмус-2”) позволяет обнаруживать и визуально подтверждать присутсвие следов следующих ВВ и смесей на их основе: тротил, пикриновая кислота, гексоген (включая пластические и эластичные ВВ на основе гексогена, составы “В”, С-4, семтекс, RDX), октоген, ТЭН (PENT), ВВ на основе нитроглицерина (динамиты, динамоны и т.п.), аммиачноселитренные ВВ (аммоналы, аммотолы, аммониты), дымный порох. Комплект “Поиск-ХТ” позволяет обнаруживать и идентифицировать ту же номенклатуру ВВ, за исключением аммиачноселитренных ВВ и дымного пороха. Следует отметить, что зарубежные аналоги могут давать пропуски при попытках поиска ВВ отечественного производства в силу различий исходного сырья и технологии производства ВВ в разных странах.

Использование специально подготовленных собак для поиска ВОП достаточно широко распространено за рубежом и в России. Собаки обладают высокой мобильностью и могут обнаруживать ВОП практически любых типов, но по сравнению с техническими средствами имеют ряд специфических недостатков, что может быть темой отдельного разговора.

При поиске ВВ и ВОП с помощью собак и приведенных выше технических средств необходимо их периодическое тестирование (проверка работоспособности) с использованием эталонов различных ВВ. Применение для этих целей реальных ВВ сопряжено с целым рядом трудностей, связанных с особыми условиями приобретения, транспортировки и хранения этих веществ даже в малых количествах. Для решения данной проблемы были созданы имитаторы ВВ на основе инертных в одорологическом отношении веществ при добавлении к ним в микроколичествах реальных ВВ. Такие имитаторы не имеют каких-либо ограничений по приобретению, транспортировке и хранению: возбуждение взрыва в них невозможно при любом внешнем инициирующем воздействии, и из них не может быть выделено ВВ в чистом виде для последующего создания взрывоспособных составов. При выборе имитаторов ВВ из всего многообразия имеющихся необходимо иметь ввиду, что основа состава не должна содержать веществ или материалов с примесями бытовых запахов, например, запаха кожи, которые могут стать причиной ложных тревог (посадок собаки), т.е. быть чистой в одорологическом отношении. Кроме того, предпочтительнее использование имитаторов ВВ отечественного производства, поскольку входящие в их состав в микроколичествах ВВ в отличие от зарубежных аналогов имеют идентичную с реальными зарядами ВВ сырьевую основу, микропримеси и идентичные технические условия производства.

История развития средств поиска ВОП сложилась так, что в настоящее время как в России, так и за рубежом наибольшее развитие получили средства, работа которых основана на обнаружении косвенных признаков. Наиболее широкой номенклатурой представлены металлоискатели (металлодетекторы, индукционные миноискатели). И это тема отдельной статьи.

Таким образом, в настоящее время не существует единого универсального высокоэффективного средства для поиска и идентификации зарядов ВВ и ВОП. Приемлемый уровень надежности обнаружения этих объектов может быть достигнут только путем комплексного использования различных технических средств и специально подготовленных собак с учетом безопасности операторов в условиях возможного применения реальных взрывных устройств.


Возврат к списку