爆発物検知

爆発物検出は、コンテナに爆発物が含まれているかどうかを判断するための非破壊検査プロセスです。爆発物検出は、空港、港、国境管理でよく使用されます。

爆発物検出のための比色試験キットの使用は、警察官にとって最も簡単な方法の 1 つであり、爆発物の検出に広く使用されています。爆発物の比色検出では、未知の物質またはサンプルに化学試薬を適用し、色の反応を観察します。一般的な色の反応は既知であり、爆発物が存在するかどうか、また多くの場合、その物質が由来する爆発物のグループをユーザーに示します。爆発物の主なグループは、芳香族ニトロ化合物、硝酸エステル、およびニトラミン爆発物、および無機硝酸塩ベースの爆発物です。その他のグループには、ニトロベース爆発物ではない塩素酸塩や過酸化物が含まれます。爆発物には通常窒素が含まれているため、検出は窒素化合物の検出に基づいて行われることがよくあります。その結果、従来の比色法による試験には欠点がある。爆発性化合物の中には窒素を含まないもの（過酸化アセトンなど）もあり、検出が困難である。 ^[1]

特別に訓練された犬は、匂いに非常に敏感な鼻を使って爆発物を探知することができます。非常に効果的ですが、犬が疲れたり退屈したりすると、その有用性は低下します。

これらの犬は、特別に訓練されたハンドラーによって、いくつかの一般的な爆発物の匂いを識別し、それらの匂いのいずれかを感知するとハンドラーに知らせるよう訓練されています。犬は、訓練された動作、つまり一般的には座って待つなどの受動的な反応をとることで「ヒット」を示します。

爆発物探知犬は1970年にワシントンDCの首都警察で当時のトレーナーであったチャールズ・R・キルヒナーによって誕生しました。 ^[2]

爆発物探知犬は1959年にコンスタンチン将軍の指揮の下、アルジェリアで初めて使用された。^[3]

最近の研究では、二次エレクトロスプレーイオン化（SESI-MS）などの質量分析 蒸気分析技術が爆発物検出のための犬の訓練に役立つ可能性があることが示唆されている。 ^[4]

このアプローチは、訓練されたミツバチと高度なビデオコンピュータソフトウェアを組み合わせて、ミツバチの戦略的反応を監視します。訓練されたミツバチは2日間働き、その後巣に戻されます。この実証済みのシステムはまだ市販されていません。バイオテクノロジー企業のインセンティネルは、ミツバチは犬よりも効果的であると主張しています。^[5]

さまざまな爆発物の痕跡を検出するために、いくつかの種類の機械が開発されています。米国の空港で見られるように、この用途で最も一般的な技術は、イオン移動度分光法(IMS) です。この方法は、分子をイオン化して真空中の電界内で移動させる質量分析法(MS) に似ていますが、IMS は大気圧で動作します。IMS でイオンが電界内で指定された距離を移動するのにかかる時間は、そのイオンのサイズと電荷の比を示します。つまり、断面積が大きいイオンは大気圧でより多くのガスと衝突するため、速度が遅くなります。

ガスクロマトグラフィー(GC) は、多くの場合、検出前に分子を分離するために、上記の検出方法と組み合わせて使用​​されます。これにより、検出器の性能が向上するだけでなく、分子が GC を通過するのにかかる時間をその分子の識別指標として使用できるため、データの別の次元が追加されます。残念ながら、GC では通常、ボトル入りのガスが必要であり、ボトルを補充する必要があるため、物流上の問題が生じます。現場で操作される GC カラムは、大気ガスや酸化による劣化、および固定相のブリードが発生しやすい傾向があります。また、多くのアプリケーションでは、完全な分析を 1 分以内に完了することが求められるため、カラムは非常に高速である必要があります。^{[引用が必要]}

イオン移動度分光計(IMS)に基づく技術には、イオントラップ移動度分光法(ITMS) と微分移動度分光法 (DMS) があります。増幅蛍光ポリマー (AFP) は、分子認識を使用してポリマーの 蛍光を「オフ」または消光します。化学発光は1990 年代に頻繁に使用されていましたが、ユビキタスな IMS ほど一般的ではありません。現場での応用のために MS を小型化、堅牢化し、手頃な価格にするためのいくつかの試みが行われています。たとえば、 UV 下では青色の蛍光を発しますが、窒素基と反応すると無色になるエアロゾルポリマーなどです。^[6]

1つの技術は、疑わしい物質の複数の領域で反射された紫外線、赤外線、可視光の測定値を比較する。これは、サンプルを準備する必要がないという点で嗅覚法よりも優れている。この方法を使用したポータブル爆発物検出器の特許が存在する。^[7]

質量分析法は、最も関連性の高い新しい分析技術であると考えられています。^[8]

コンピュータ断層撮影法を用いた特別に設計されたX線装置は、物体の密度を見ることで爆発物を検出することができる。これらのシステムには、爆発物脅威ライブラリと偽色コーディングを含む専用ソフトウェアが装備されており、オペレータが専用の脅威解決プロトコルを使用するのを支援する。^{[9] X線検出は}起爆装置などの関連部品の検出にも使用されるが、そのような装置が他の電子機器の中に隠されている場合は、これを阻止することができる。^[10]

市販の爆発物にマーカー物質（X線不透明化剤）を添加することも選択肢の1つである。^[11]

特別に設計された機械が、疑わしい爆発物に中性子を照射し、その結果生じるガンマ線崩壊シグネチャを読み取って、サンプルの化学組成を判定します。最も初期に開発された中性子放射化分析法では、低エネルギー中性子を使用して、問題の化学種における窒素、塩素、水素の比率を判定し、ほとんどの従来型爆発物を識別する効果的な手段となっています。残念ながら、炭素と酸素の熱中性子断面積ははるかに小さいため、この技術では未知の化学種におけるそれらの存在量を特定するのが困難です。テロ組織がIEDの製造にTATPなどの窒素を含まない爆発物を好んできたのも、この理由の 1 つです。実験プロトコルを変更することで、炭素と酸素ベースの種の識別が容易になります（例えば、熱中性子による単純な吸収ではなく、高速中性子からの非弾性散乱を利用して検出可能なガンマ線を生成するなど）。しかし、これらの変更には、法外に複雑で高価な機器が必要になり、広範囲に導入することができません。^[12]

電界効果トランジスタとして構成されたシリコンナノワイヤは、犬よりも優れた感度でTNT、PETN、RDXなどの爆発物を検出できることが実証されています。 ^{[13] [14]}この方法での検出は、数十から数百のシリコンナノワイヤ検出素子を含むチップの表面に、対象の爆発物を含む液体または蒸気を通過させることによって行われます。爆発物分子はナノワイヤの表面と相互作用し、ナノワイヤの電気的特性に測定可能な変化を引き起こします。

爆発物の製造時に検出を容易にするために検出タグガントを添加することができる。1991年のモントリオール条約は爆発物の製造業者にこれを義務付ける国際協定である。^{[15]一例として}セムテックスがあり、現在は検出タグガントとしてDMDNBを添加して製造されている。 ^[16] DMDNBは犬が敏感なため一般的なタグガントである。英国では、関連法規は1996年のプラスチック爆発物の検出のための表示規則である。^[17]

米国司法省は、国立司法研究所の出版物「法執行機関向け市販爆発物探知システムの選択ガイド（NIJガイド100-99）」で、疑うことを知らない消費者に「偽の」爆発物探知装置が販売される傾向が続いていると警告した。この報告書では、自由に回転する無線アンテナ棒を備えたダウジング棒のように見えるQuadro Trackerの名前が挙げられているが、内部部品は機能していない。2005年8月8日～9日、海軍爆発物処理技術部門は米国対テロ技術タスクフォースを通じてSNIFFEXのテストを実施し、「SNIFFEXハンドヘルド探知機は機能しない」という結論に達した。^[18]

…世界中には、地下水やその他の物質を探すために二股の棒、揺れる棒、振り子を使用する古代の習慣であるダウジングを信じるかなり大きなコミュニティがあります。これらの人々は、さまざまなダウジング方法を使用して多くの種類の物質を見つけることができると信じています。ダウザーは、ダウジング装置は地中のあらゆる異常に反応し、装置を識別力（探している物質にのみ装置が反応するようにする能力）を持って使用するには何年もの練習が必要であると主張しています。現代のダウザーは、装置に識別力を加えるためにさまざまな新しい方法を開発しています。これらの新しい方法には、分子周波数識別（MFD）と高調波誘導識別（HID）が含まれます。MFD は、目的の物質のポラロイド写真のゼロックスコピーを装置のハンドルに配置することから、周波数発生電子機器（ファンクションジェネレーター）と組み合わせてダウジングロッドを使用することまで、あらゆる形をとっています。爆発物などの特定の物質（あるいは他の物質）を検出できる装置を開発する試みは、いずれも二重盲検の科学的テストで成功が証明されていません。実際、これらの発明のすべてのテストでは、これらの装置が偶然の産物と同等の性能しか発揮しないことが示されています… ^[19]

イラクとタイでは、ADE 651やGT200などの偽のダウジングロッド型探知機が数多く広く使用されており、数百人の死者と数千人の負傷者を出した爆弾の探知に失敗したとの報告がある。^{[20] [21] [22]}偽のダウジングロッド型探知機のその他の名前には、ADE101、ADE650、Alpha 6、XK9、SNIFFEX、HEDD1、AL-6D、H3TEC、PK9などがある。

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