爆発物探知機

爆発物痕跡検出器( ETD ) は、少量の爆発物を検出できる爆発物検出装置です。検出は、目に見えない「痕跡」量の粒子をサンプリングすることによって行われます。ETD に類似した装置は、麻薬の検出にも使用されます。この装置は、主に空港や、違法な干渉行為の影響を受けやすいと考えられるその他の脆弱なエリアで使用されます。

検出限界は、検出器が確実に検出できる爆発性物質の最小量として定義されます。検出限界はナノグラム (ng)、ピコグラム (pg)、フェムトグラム (fg) で表され、fg は pg より優れ、ng より優れています。また、10 億分の 1 (ppb)、1 兆分の 1 (ppt)、1 千兆分の 1 (ppq) で表すこともできます。

ほとんどの爆発物は蒸気圧が低いため、感度は重要です。爆発物の蒸気を確実に検出するには、感度が最も高い検出器が最適です。

ポータブル爆発物検出器は、ユーザーが持つときに疲れないように、できるだけ軽量である必要があります。また、軽量の検出器はロボットの上に簡単に設置できます。

携帯型爆発物探知機は、車の下やゴミ箱の中など、手の届きにくい場所にある爆発物を感知できるように、できるだけ小型にする必要があります。

微量検出器の起動時間とは、検出器が密輸物質の検出に最適な温度に達するまでに要する時間です。

爆発物検出のための比色試験キットの使用は、爆発物検出のための最も古く、最も単純で、最も広く使用されている方法の 1 つです。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をユーザーに示し、多くの場合、その物質が由来する爆発物のグループを示します。爆発物の主なグループは、ニトロ芳香族爆発物、硝酸エステルおよびニトラミン爆発物、ニトロ基を含まない即席爆発物 (無機硝酸塩ベースの爆発物を含む)、塩素酸塩ベースの爆発物、および過酸化物ベースの爆発物です。^[1]

イオン移動度分光法(IMS)を使用した爆発物検出は、均一電界内のイオンの速度に基づいています。IMS には、イオントラップ移動度分光法 (ITMS) やイオン移動度の非線形依存性 (NLDM) など、IMS の原理に基づいたいくつかのバリエーションがあります。この技術を使用するデバイスの感度は pg レベルに制限されています。この技術では、ニッケル 63やアメリシウム 241などの放射性源によって達成されるサンプル爆発物のイオン化も必要です。この技術は、GE VaporTracer、Smith Sabre 4000、ロシア製の MO-2M および MO-8 など、市販されているほとんどの爆発物検出器に使用されています。^[要出典]これらの機器に放射性物質が含まれていると、規制上の面倒が生じ、税関で特別な許可が必要になります。これらの検出器は現場で修理することができず、取り扱いを誤ったために検出器のケースが割れると、オペレーターに放射線の危険をもたらす可能性があります。ほとんどの国では、放射線漏れがないことを保証するために、規制当局による2年ごとの^{[説明が必要]}検査が義務付けられています。使用されている放射性物質の半減期が長いため、これらの機器の廃棄も管理されています。

エレクトロスプレーイオン化、移動度分析（DMA）、およびタンデム質量分析（MS/MS）は、スペインで現在開発中の航空貨物コンテナを対象とした「航空貨物爆発物スクリーナー（ACES）」にSEDET（Sociedad Europea de Detección）によって使用されています。^[要出典]

この技術は、爆発性物質の分解とそれに続くニトロ基の還元に基づいています。軍用グレードの爆発物のほとんどはニトロ化合物で、NO ₂基が豊富に含まれています。爆発性蒸気は高速で吸着器に引き込まれ、熱分解されます。熱分解された生成物中のニトロ基の存在が検出されます。この技術では、他の多くの無害な化合物にもニトロ基が豊富に含まれているため、誤報が著しく多くなります。たとえば、ほとんどの肥料にはニトロ基が含まれており、これが誤って爆発物として識別されます。また、この技術の感度もかなり低いです。この技術を使用する一般的な検出器は、Scintrex Trace EVD 3000 です。

この技術は、爆発性粒子に付着した特定の化合物の発光に基づいています。これは主に、スプレーや試験紙などの非電子機器で使用されます。感度はナノグラムのオーダーでかなり低いです。

増幅蛍光ポリマー（AFP）は有望な新技術であり、爆発性分子に結合し、検出時に増幅された信号を与える合成ポリマーに基づいています。ポリマーではない化合物をこのような目的に使用した場合、痕跡量の爆発物による蛍光の消光は検出できません。薄膜内の増幅蛍光ポリマーが光子を吸収すると、励起状態のポリマー（励起子）がポリマー骨格に沿って、隣接するポリマー膜間を移動することができます。これらのセンサーは、もともとトリニトロトルエンを検出するために作られました。AFPでは、ポリマーの共役構造により、1つのTNT分子が結合すると蛍光が大幅に消光します。実際には、ポリマーによって消光応答の増幅が100〜1000倍に増加することが報告されています。

「励起状態の寿命中、励起子はポリマーフィルムの有限体積をランダムウォークで伝播します。」^[2] TNT またはその他の電子不足 (つまり電子受容) 分子がポリマーと接触すると、いわゆる低エネルギー「トラップ」が形成されます。「励起子が基底状態に戻る前に結合した電子不足分子のサイトに移動すると、励起子はトラップされ (非放射性プロセス)、励起イベントからの蛍光は観察されません。励起子は励起状態の寿命中に多くの潜在的な分析物結合サイトをサンプリングするため、励起子が占有された「受容体」サイトをサンプリングして消光される確率が大幅に高まります。」^[2]

AFP を利用した爆発物痕跡検出器はFido 爆発物検出器として知られ、もともとは国防高等研究計画局(DARPA) の Dog's Nose プログラムで開発され、現在はFLIR Systemsによって製造されています。現在の世代は、広帯域の痕跡爆発物検出機能を備え、重量は 3 ポンド未満です。感度はフェムトグラム (1 × 10 ⁻¹⁵グラム)のオーダーです。これは、この分野でこのような感度を実現できる唯一の技術です。

最近、質量分析（MS）が別のETD技術として登場しました。質量分析を採用すると、コア技術の解像度が高くなるため、ETDによく伴う誤報率が低下するはずです。^[要出典]また、非放射性イオン化法、一般的には二次エレクトロスプレーイオン化（SESI-MS）も使用します。^{[4] [5] [6]} 主にデスクトップETDシステムで使用される質量分析は、ハンドヘルドETD用に小型化できます。