地雷除去

地雷除去または地雷除去は、ある地域から地雷を除去するプロセスです。軍事作戦では、地雷原を通る道を迅速に除去することが目的であり、これは地雷除去機や爆風などの装置を使用して行われることが多いです。対照的に、人道的地雷除去の目標は、特定の深さにあるすべての地雷を除去し、その土地を人間が安全に使用できるようにすることです。また、捜索範囲を絞り込み、ある地域が除去されたことを確認するために、特別に訓練された犬も使用されます。地雷除去には、フレイルや掘削機などの機械装置が使用されることもあります。

地雷探知にはさまざまな方法が研究されている。電磁気的方法もそのひとつで、地中レーダーは金属探知機と併用されている。音響的方法は地雷のケースによってできた空洞を感知できる。地雷から漏れる蒸気を検知するセンサーも開発されている。ネズミやマングースなどの動物は地雷原の上を安全に移動して地雷を探知できるほか、動物を使って地雷原の可能性がある場所の空気サンプルをスクリーニングすることもできる。ミツバチ、植物、バクテリアも潜在的に有用である。地雷内の爆発物も核四重極共鳴プローブや中性子プローブを使って直接検知できる。

地雷の探知と除去は危険な作業であり、個人用保護具はすべての種類の地雷から身を守るものではありません。地雷は発見されると、通常は解除されるか、さらなる爆薬で爆破されますが、爆発させずに特定の化学物質や高熱で破壊することも可能です。

地雷は、不発弾（UXO）、ブービートラップ、即席爆発装置（IED）など、他の爆発装置のカテゴリーと重複しています。特に、ほとんどの地雷は工場で製造されますが、地雷の定義には「手作り」（即席）地雷が含まれる場合があります。^[1]そのため、国連地雷対策サービスは、その任務にIEDの緩和を含めています。^[2] IEDによる負傷ははるかに深刻ですが、^[3]工場で製造された地雷はより長持ちし、多くの場合より多く存在します。^[4] 1999年から2016年にかけて、地雷と不発弾による年間の死傷者は9,228人から3,450人の間で変動しています。2016年には、死傷者の78％が民間人（42％が子供）、20％が軍人と治安部隊員、2％が地雷除去者でした。^[5]

地雷には対戦車地雷と対人地雷の2つの主な種類がある。対戦車地雷は戦車やその他の車両に損害を与えるように設計されており、通常はより大きく、起爆するには少なくとも100キログラム（220ポンド）の力が必要であるため、歩兵は起爆しない。^[6]

対人地雷は兵士を傷つけたり殺したりするために設計されている。350種類以上あるが、爆風地雷と破片地雷の2つの主要なグループに分けられる。爆風地雷は地表近くに埋められ、圧力によって起爆する。通常、小さな子供の体重に相当する4～24ポンド（1.8～10.9kg）の重さで起爆する。爆風地雷は通常、直径2～4インチ（5.1～10.2cm）、高さ1.3～3.0インチ（3.3～7.6cm）の円筒形である。破片地雷は外側に爆発するように設計されており、100メートルも離れた場所にも死傷者を出す。破片地雷のサブタイプである「バウンディング」地雷は、地面から上向きに飛び上がってから爆発するように特別に設計されている。大きさは様々で、ほとんどが金属製なので、金属探知機で簡単に検出される。しかし、通常、これらは鉱山から最大20メートル離れた場所まで伸びるトリップワイヤーによって作動するため、トリップワイヤーの検出が不可欠です。 ^[7]

爆風地雷のケースは金属、木材、プラスチックで作られる。^[8]最小金属地雷と呼ばれる地雷の中には、探知されにくくするために、できるだけ少ない金属（1グラム（0.035オンス））で作られているものもある。^[9]地雷に使われる一般的な爆発物には、TNT（C
₇H
₅いいえ
₃お
₆）、RDX（C
₃H
₆いいえ
₆お
₆）、ペンタエリスリトールテトラニトレート（PETN、O
₁₂いいえ
₈Ｃ
₄H
₈）、HMX（O
₈いいえ
₈Ｃ
₄H
₈）および硝酸アンモニウム（NH
₄いいえ
₃）。^[10]

地雷は約 60 か国で発見されています。地雷除去作業員は、砂漠、ジャングル、都市環境などの環境に対応する必要があります。対戦車地雷は深く埋められますが、対人地雷は通常地表から 6 インチ以内に埋められます。地雷は手で埋められたり、飛行機から規則的または不規則なパターンで撒かれたりします。都市環境では、破壊された建物の破片に隠れている場合があります。農村環境では、土壌浸食によって地雷が覆われたり、移動したりすることがあります。探知機は、金属を多く含む土壌やガラクタによって混乱することがあります。したがって、地雷除去は、かなりの技術的課題となります。^[11]

軍事的な地雷除去では、兵士と装備のための安全な経路を作ることが目標です。この任務を遂行する兵士は、戦闘工兵、工兵、または先駆者と呼ばれています。^[12]兵士が地雷原を迂回することもあります。しかし、一部の迂回経路は、前進する兵士を殺害地帯に集中させるように設計されています。^[13]工兵が経路を掃討する必要がある場合（突破と呼ばれる操作）、激しい砲火にさらされ、敵を鎮圧したり、煙幕で現場を覆い隠したりするために支援射撃が必要になる場合があります。 [ ^{14 ]}死傷者のリスクはある程度受け入れられますが、激しい砲火にさらされている工兵は、過度の死傷者を避けるために7〜10分で障害物を除去する必要があるため、手動の突破では遅すぎる可能性があります。 [15]悪天候や夜間に作業する必要がある場合もあります。^[16]地雷原の位置、地雷の種類と敷設方法、地雷の密度とパターン、地表の状態、敵の防御の規模と位置などの要素に関する優れた情報が必要です。^[13]

人道的地雷除去は、地雷による社会的、経済的、環境的被害を軽減するための幅広い取り組みである地雷対策の構成要素です。地雷対策のその他の「柱」は、リスク教育、被害者支援、備蓄地雷の破壊、対人地雷およびクラスター弾の使用反対の運動です。^[17]人道的地雷除去は、軍事的地雷除去とはいくつかの点で異なります。軍事的地雷除去作業では、戦闘状況下で地雷原を安全に迂回するためのスピードと信頼性が求められるため、その過程でいくつかの地雷を見逃しても受け入れられやすくなります。人道的地雷除去は、（理想的には）すべての地雷を除去することで、地雷除去作業員と民間人のリスクを可能な限り軽減することを目的としており、不利な状況が発生した場合は通常、地雷除去作業を一時的に中止することができます。^[18]状況によっては、他の人道的プログラムの必要条件となることもあります。通常、地雷対策の第一義的な責任は国家地雷対策機関（NMAA）に与えられ、地雷対策センター（MAC）を通じて管理されます。^{[19]これは、政府機関、}非政府組織（NGO）、営利企業、軍隊を含む他のプレーヤーの取り組みを調整します。 ^[20]

国際地雷対策基準（IMAS）は地雷対策の枠組みを提供する。それ自体に法的拘束力はないが、各国が独自の基準を策定するためのガイドラインとなることを意図している。^{[21] IMASは、}地雷禁止条約などの国際条約も参考にしており、地雷原の除去や備蓄の破壊に関する規定がある。^[22]

1990年代、IMAS以前の国連は、地雷除去作業員が地雷と爆発性兵器の99.6%を除去することを義務付けていた。しかし、プロの地雷除去作業員は、地雷が後に民間人に危害を加えた場合、責任を負わなければならないため、この規定は容認できないほど緩いと感じた。対照的に、IMASは、特定の地域から特定の深さまでのすべての地雷と不発弾の除去を求めている。^{[23] [24]}

2017年現在、対人地雷は61か国に埋設されていることが分かっており、さらに10か国に埋設されている疑いがある。最も汚染がひどい国（それぞれ100平方キロメートル以上の地雷原がある）は、アフガニスタン、アンゴラ、アゼルバイジャン、ボスニア・ヘルツェゴビナ、カンボジア、チャド、イラク、タイ、トルコ、ウクライナである。^[25]対人地雷禁止条約締約国は、条約加盟後10年以内にすべての地雷を除去することが義務付けられており、2017年現在、28か国がこれに成功している。しかし、期限に間に合わなかったり、期限の延長を要請したりしている国がいくつかある。^[26]

2003年のランド研究所の報告書では、地雷は4500万から5000万個あり、毎年10万個が除去されていると推定されている。したがって、現在のペースでは、地雷をすべて除去するには約500年かかる。さらに毎年190万個（除去に19年）が追加されている。^[7]しかし、地雷の総数と影響を受ける地域には大きな不確実性がある。軍の記録は不完全または存在しないことが多く、多くの地雷は飛行機で投下された。洪水などのさまざまな自然現象により地雷が移動し、新しい地雷が敷設され続ける。^[27]地雷原が除去されると、実際の地雷の数は当初の推定よりもはるかに少なくなる傾向がある。たとえば、モザンビークの初期の推定では数百万個だったが、ほとんどの除去が終わった後、発見された地雷は14万個にとどまった。したがって、地雷は数千万個ではなく、数百万個あると言った方が正確かもしれない。^[28]

地雷原を除去する前に、その位置を特定する必要がある。これは、地雷の設置と地雷による事故の記録の収集、元戦闘員や地元住民へのインタビュー、警告標識の位置や未使用の農地の記録、可能性のある場所の視察などの非技術的調査から始まる。これは技術的調査によって補完され、潜在的に危険な地域を物理的に調査してその境界に関する知識を向上させる。^[29]適切な調査は、地域を除去するのに必要な時間を大幅に短縮することができる。15か国を対象としたある研究では、実際に地雷が含まれていたのは除去された地域の3％未満であった。^[30]

ある国連の推計によると、地雷の製造コストは3ドルから75ドル、地雷除去コストは300ドルから1000ドルである。^[31]しかし、このような推計は誤解を招く可能性がある。地雷除去コストは地形、地表被覆（密生した植物は除去を困難にする）、方法によって大きく異なるため、地雷の有無を検査した地域の中には、地雷が全く存在しない地域もある。^[32]

対人地雷禁止条約は各国に自国の地雷を除去する第一義的な責任を与えているが、支援できる他国はそうすることが求められている。^[33] 2016年には、31の援助国（米国の1億5,210万ドルと欧州連合の7,380万ドルがトップ）が地雷対策に総額4億7,950万ドルを拠出し、そのうち3億4,320万ドルが除去と危険教育に充てられた。上位5位の受益国（イラク、アフガニスタン、クロアチア、カンボジア、ラオス）がこの支援の54%を受け取った。^[34]

地雷探知の従来の方法は第二次世界大戦中に開発され、それ以来ほとんど変わっていません。^[35]この方法には、金属探知機、突き棒、トリップワイヤー探知機が含まれます。^[36]地雷除去者は、植生を除去してから、そのエリアをいくつかの小道に分けます。地雷除去者は、金属探知機を地面に近づけながら小道に沿って進みます。金属が検出されると、地雷除去者は棒またはステンレス鋼のプローブで物体を突き、それが地雷かどうかを判断します。地雷が見つかった場合は、解除する必要があります。^[35]

従来の地雷除去は時間がかかるものの（1日あたり5～150平方メートル）、信頼性が高いため、今でも最も一般的に使用されている方法です。^[37]爆発物探知犬などの他の方法と組み合わせることで、信頼性を高めることができます。^[38]

地雷除去は危険な仕事です。地雷を強く突きすぎたり、探知に失敗した場合には、作業員が負傷したり死亡する恐れがあります。また、金属探知機による誤検出が多発すると、作業員が疲れて不注意になることもあります。ある報告によると、除去された地雷1000～2000個につき1件の事故が発生しています。事故の35%は地雷の掘削中に発生し、24%は地雷の発見を見逃したことが原因です。^[39]

地雷敷設者は、地雷除去防止装置、ブービートラップ、2つまたは3つの地雷を重ねるなどの対地雷除去技術を頻繁に使用します。対人地雷は、トリップワイヤーによって起爆されることが多いです。^[40]

第二次世界大戦では、地雷を探す主な方法は、先の尖った棒や銃剣で地面を突くことでした。現代の地雷探知用の道具は、軍用の突き棒からドライバーや間に合わせの物まで多岐にわたります。^[41]地雷探知用の道具は、通常地雷の上にある起爆装置を避けて、浅い角度（30度以下）で地雷の側面を探ります。この方法では、地雷除去者の頭と手が地雷の近くにある必要があります。地形が柔らかい場合（砂浜など）は、熊手も使用できます。地雷除去者は地雷から離れた場所にいて、熊手を使って地雷を突き刺したり、下からすくい上げたりすることができます。^[42]

地雷除去作業員が使用する金属探知機は、第一次世界大戦で使用され、第二次世界大戦中に改良された探知機と同じ原理で作動する。^{[39]ポーランド軍将校}ユゼフ・コサツキによる実用的な設計は、ポーランド地雷探知機として知られ、第二次エル・アラメインの戦いでドイツ軍の地雷原を除去するために使用された。^[43]

金属探知機は初期のモデルに比べてはるかに軽量で、感度が高く、操作も簡単になりましたが、基本原理は依然として電磁誘導です。ワイヤーコイルを流れる電流は時間とともに変化する磁場を生成し、それが地中の導電性物体に電流を誘導します。次に、これらの電流が磁場を生成し、それが受信コイルに電流を誘導し、その結果生じる電位の変化を利用して金属物体を検出します。同様のデバイスが愛好家によって使用されています。^[39]

ほぼすべての地雷には、探知できるだけの金属が含まれています。すべての地雷を発見できる探知機はなく、その性能は土壌、地雷の種類、埋設深度などの要因によって異なります。2001年の国際調査では、最も効果的な探知機は粘土質の土壌でテスト地雷の91％を発見しましたが、鉄分を多く含む土壌では71％しか発見できませんでした。最も効果の低い探知機は粘土質の土壌でもわずか11％しか発見できませんでした。結果は複数回通すことで改善できます。^[39]

さらに大きな問題は、誤検知の数である。地雷原には、金属の破片、弾丸の薬莢、金属鉱物など、他の多くの金属片が含まれている。実際の地雷1個につき、そのような物体が100～1000個見つかる。感度が高いほど、誤検知は増える。カンボジア地雷対策センターは、6年間で時間の99.6％（合計2300万時間）がスクラップの掘り出しに費やされたことを発見した。^[39]

犬は第二次世界大戦以来、地雷除去に使われてきました。^{[44] [45]}犬は化学物質に対して人間の100万倍も敏感ですが^[46]、最高の化学探知機よりも低濃度の爆発物を感知できるため、その真の能力は未知数です。^[47]よく訓練された地雷探知犬（MDD）は、 TNT 、トリップワイヤーに使用されるモノフィラメント線、ブービートラップや地雷に使用される金属線などの爆発性化学物質を嗅ぎ分けることができます。^[48]犬が除去できる範囲は、いくつかの要因に応じて、1日あたり数百メートルから千メートルの範囲です。特に、気候が悪かったり、植物が密集していると、犬が邪魔になることがあります。また、地雷の密度が高すぎると混乱することがあります。探知率も変動するため、国際地雷対策基準では、安全と宣言するには、2匹の犬でカバーする必要があるとされています。^[49]

MDDに好まれる犬種はジャーマンシェパードとベルジアンマリノアだが、ラブラドールレトリバーやビーグルも使われる。訓練には1匹あたり約1万ドルかかる。この費用には初期訓練の8～10週間が含まれる。犬が配備される国では、ハンドラー、土壌、気候、爆発物の種類に犬を慣れさせるのにさらに8～10週間かかる。^{[48] [49]}

MDDは第二次世界大戦で初めて配備されました。アフガニスタンでは広く使用されており、現在でも最大のプログラムの一つとなっています。^[49] 900台以上が24か国で使用されています。^[50] MDDの主な役割は、あるエリアが掃討されたことを確認し、捜索する地域を絞り込むことです。^[49]また、遠隔爆発物臭追跡（REST）にも使用されています。これは、約100メートルの土地から空気サンプルを収集し、犬やネズミに嗅がせて、そのエリアを掃討する必要があるかどうかを判断するものです。^{[49] [51]}

機械式地雷除去では、耕うん機、フレイル、ローラー、掘削機などの装置を備えた車両を使用します。 ^[52]第一次世界大戦の頃から軍事作戦に使用されていたこれらの車両は、当初は「扱いにくく、信頼性が低く、パワー不足」でしたが、^{[53]追加の装甲、より安全なキャビン設計、信頼性の高い}パワートレイン、GPSロギングシステム、リモートコントロールなどの改良が行われました。現在では、主に人道的な地雷除去の技術調査、地面の準備（植生とトリップワイヤーの除去）、^[54]および爆発物の起爆に使用されています。^{[53] [52]}

ティラーシステムは、所定の深さで地雷を破壊または爆発させるための歯またはビットが取り付けられた重いドラムで構成されています。ただし、地雷は下方に押し流されたり、ローラーの前の「船首波」に集められたりする可能性があります。^[52]急な斜面、湿った状態、大きな石には問題があります。軽い植生はパフォーマンスを向上させますが、密集した植生はパフォーマンスを妨げます。^[55]シャーマン戦車で最初に使用されたフレイルには、回転ドラムが付いた延長アームがあり、その端に重りが付いたチェーンが取り付けられています。チェーンはスイングハンマーのように機能します。^[52]打撃力は地雷を爆発させ、粉砕し、発射機構を損傷し、地雷を飛ばすのに十分です。爆風シールドが運転手を保護し、キャビンは発射物をそらすように設計されています。^[52]地雷フレイルの有効性は理想的な条件で100％に近づくことができますが、除去率は50〜60％と低いことが報告されています。^[56]

第一次世界大戦で戦車に初めて使用されたローラーは、地雷を爆発させるために設計された。カスピアーのような鋼鉄の車輪を備えた耐爆車両も同様の目的を果たす。しかし、人道的地雷除去に使用されるローラーは対戦車地雷の爆風に耐えることができないため、使用前には慎重な調査が必要である。フレイルやティラーとは異なり、ローラーは作動中の地雷のみを破壊し、その場合でも必ずしも爆発するわけではない。^{[57] [52]}

掘削、つまり所定の深さまで土を取り除く作業は、ブルドーザー、掘削機、フロントエンドローダー、トラクター、土壌ふるいなどの改造された建設車両を使用して行われます。装甲板と強化ガラスが追加されます。除去された土はふるいにかけられ、検査されます。また、対人地雷の爆風に耐えるほど頑丈な工業用岩石破砕機に投入することもできます。掘削は、他の機械システムでは到達できない深さまでエリアをクリアするための信頼性の高い方法であり、いくつかの国で使用されています。特に、HALO Trustは、彼らの掘削プログラムが手動の地雷除去機よりも約7倍速く地雷を破壊すると推定しています。^{[58] [52]}

ジュネーブ国際人道的地雷除去センターによる2004年の研究では、機械式地雷除去システムの性能に関するデータは乏しく、その結果、（掘削機を除く）機械式地雷除去システムは主要な除去システムとしては使用されていない可能性があるという結論が出されました。 ^[59]しかし、2014年までに、これらのシステムに対する信頼が高まり、一部の地雷除去作業員が機械式地雷除去システムを主要な除去システムとして使用するようになりました。^[60]

機械による地雷除去技術にはいくつかの課題がある。急峻で起伏のある地形では、地雷が地面を飛び越えてしまう可能性がある。欠陥のある地雷や、爆風シールドを通過した後に爆発する遅延炸薬地雷、ほとんどの装甲を貫通できる成形炸薬地雷、側面に設置され、さまざまなセンサーを使用して装甲車両にロケットを発射するタイミングを決定するインテリジェント地雷などにより、オペレーターが危険にさらされる可能性がある。^{[52] 1つの解決策は、}キャタピラーD7 MCAP（米国）やキャタピラーD9（イスラエル） などの遠隔操作車両を使用することである。

正式な地雷除去の前に土地の利用が必要な人々によって、即興の技術が使用されることがある。 2022年に始まったロシアの侵攻に関連した戦闘中に地雷が敷かれたウクライナの一部では、土地を利用する必要のある農民が、戦車などの頑丈な放棄されたロシアの戦闘車両の部品を古いトラクターとハローに溶接し、バッテリー駆動のコントローラーで遠隔操作して地雷除去機を即興で作った。^[40]

• 
  第二次世界大戦のM4シャーマン戦車にフレイルを装備
• 
  ハイドレマの地雷除去車両はフレイルを使用している。^[61]
• 
  キャスピアは、バグラム空軍基地の地雷除去を行う鋼鉄製の装甲車体を持つV型車体車両である。
• 
  IDF Caterpillar D9 は、標準ブレードまたは特殊な地雷除去装置を使用します。

地雷探知技術の進歩にもかかわらず、「地雷探知は、防爆服を着た神経質な人々が列をなして野原を苦労して這い回り、地表を突いて埋まっている物体がないか確認することになる」^[62] 。特に土が固い場合、彼らは無意識のうちに力を入れすぎて地雷を爆発させる危険がある。力の強さをフィードバックする突っ込み装置が開発されている。^{[41] [63]}

大学、企業、政府機関は、地雷探知のための多種多様な方法を開発してきた。^[64]しかし、それらの性能を比較することは困難である。定量的な尺度の 1 つに、偽陽性と偽陰性のトレードオフを測定する受信者動作特性(ROC) 曲線がある。理想的には、偽陽性が少なく、検出確率が高いはずであるが^[65]、ほとんどの技術についてそのような曲線は得られていない。^[64]また、すべての技術についてフィールド テストが利用可能であったとしても、性能は地雷のサイズ、形状、構成、深さと方向、爆発物の種類、環境条件、人間のオペレーターの性能など、無数の要因に依存するため、比較できない可能性がある。ほとんどのフィールド テストは、技術の性能に有利な条件で行われており、その性能が過大評価されている。^[64]

地中探査レーダー（GPR）は、レーダーを使用して地面を探査します。GPRデバイスは電波を発射します。これらの電波は誘電率の不連続点で反射され、1つまたは複数のアンテナが戻り信号を拾います。信号は分析され、反射体の形状と位置を決定します。不連続性は、地雷、岩、土壌など、誘電率の異なる材料間で発生します。 ^[66]金属探知機とは異なり、GPRデバイスは非金属の地雷のケーシングを検出できます。^[67]ただし、電波の波長は地雷の寸法に匹敵するため、画像の解像度が低くなります。^[11]波長は変更可能で、波長が短いほど画像の品質は向上しますが、土壌の奥深くまで浸透できません。このパフォーマンスのトレードオフは、土壌の特性やその他の環境要因、および地雷の特性によって異なります。特に、湿った土壌では減衰するため、4センチメートル（1.6インチ）より深い地雷を発見することが困難になる可能性がある一方、低周波レーダーは地表近くの小さなプラスチック地雷に「跳ね返る」。GPRは考古学的遺物の探索など他の用途では成熟した技術であるが、地雷検出におけるこれらの要因の影響はまだ十分に理解されておらず、GPRは地雷除去に広く使用されていない。^[66]

GPR は金属探知機やデータ融合アルゴリズムと併用することで、金属の散乱物による誤報を大幅に減らすことができます。このようなデュアルセンサーデバイスの 1 つであるハンドヘルドスタンドオフ地雷探知システム (HSTAMIDS) は、2006 年に米軍の標準地雷探知機となりました。人道的地雷除去のために、カンボジアでさまざまな土壌条件と地雷の種類に対してテストされ、5,610 個の地雷を検出し、散乱物の 96.5% を正しく識別しました。ERAテクノロジーが開発した別のデュアル探知機であるCobham VMR3 Minehound も、ボスニア、カンボジア、アンゴラで同様の成功を収めました。これらのデュアルセンサーデバイスは比較的軽量で安価であり、HALO Trust は世界中でさらに配備し始めています。^[11]

土壌は太陽からの放射を吸収して加熱され、その結果、放射する赤外線が変化する。地雷は土壌よりも優れた断熱材である。その結果、頭上の土壌は日中はより速く加熱され、夜間はより速く冷却される傾向がある。サーモグラフィーは、加熱と冷却のサイクルにおける異常を検出するために赤外線センサーを使用する。 ^{[68] [67]}熱源を使用することで、その効果を高めることができる。^[69]地雷を埋める行為は土壌の特性にも影響を与え、小さな粒子は表面近くに集まる傾向がある。これにより、より大きな粒子に見られる周波数依存特性が抑制される傾向がある。可視光から長波赤外線までの数十の周波数帯域を感知するハイパースペクトルイメージングは​​、この効果を検出することができる。最後に、人工材料から反射する偏光は偏光したままになる傾向があるが、天然材料は偏光を解除する。その違いは偏光計を使用して見ることができる。^[70]

上記の方法は、空中プラットフォームを含む安全な距離から使用できます。検出器技術は十分に開発されており、主な課題は画像の処理と解釈です。^[70]アルゴリズムは未開発であり、パフォーマンスが環境条件に極度に依存するため、対処が困難です。地雷が埋設された直後に最も強くなる表面効果の多くは、風化によってすぐに除去されます。^[71]

電気インピーダンストモグラフィー（EIT）は、2次元の電極グリッドを使用して地面の電気伝導率をマッピングします。一対の電極に小さな電流が流れ、残りの電極でその結果生じる電圧が測定されます。データが分析され、伝導率のマップが作成されます。金属地雷と非金属地雷の両方が異常として表示されます。 ^{[72] [73]}他のほとんどの方法とは異なり、EITは湿った状態で最もよく機能するため、他のほとんどの方法の便利な補完として機能します。ただし、電極を地面に埋め込む必要があるため、地雷が爆発するリスクがあり、地表近くの地雷しか検出できません。^[74]

X線後方散乱では、ある領域にX線（波長が0.01～10ナノメートルの光子）を照射し、反射して戻ってくる光子を検出します。金属はX線を強く吸収し、反射はほとんど戻りませんが、有機材料は吸収が少なく、反射が多くなります。^[75]コリメータを使用してビームを狭める方法は、コリメータが重く、高出力の光源が必要になるため、地雷除去には適していません。代替案としては、広いビームを使用し、空間フィルターを使用して信号をデコンボリューションする方法があります。医療業界はX線技術の改良を推進しており、ポータブルX線発生器が利用可能です。原理的には、波長が短いため高解像度の画像が可能ですが、人間の放射線被曝を制限するために強度を低く抑える必要があるため、時間がかかりすぎる可能性があります。また、深さ10センチメートル未満の地雷のみが画像化されます。^[76]

地中埋設地雷は、ほとんどの場合、ケーシングを通して爆発物を漏らします。このうち 95 パーセントは土壌に吸収されますが、残りの 5 パーセントは主に水に溶解して運ばれます。地表に出る場合は、化学的な痕跡を残します。TNT は土壌中で数日以内に生分解しますが、不純物である2,4-ジニトロトルエン(2,4-DNT) はそれよりずっと長く分解し、蒸気圧も高いため、化学検出の主な対象となります。ただし、濃度は非常に低く、特に乾燥した状態では低くなります。信頼性の高い蒸気検出システムでは、非常に乾燥した土壌では空気1 ミリリットルあたり 10 ^{−18グラム、湿った土壌では 1 ミリリットルあたり 10 −15}グラムの 2,4-DNT を検出する必要があります。生物学的検出器は非常に効果的ですが、いくつかの化学センサーが開発されています。^[77]

ミツバチは、受動的なサンプリングと能動的な検出という2つの方法で地雷の位置を特定するために使用できます。受動的なサンプリングでは、静電気を帯びたモップのような毛が爆発物から漏れた化学物質を含むさまざまな粒子を収集します。化学物質は、ミツバチが持ち帰る水や呼吸する空気にも含まれています。固相マイクロ抽出、吸着ゾルゲル、ガスクロマトグラフィー、質量分析などの方法は、巣の中の爆発性化学物質を特定するために使用できます。^[78]

ミツバチは1～2日で爆発物の匂いを食物と関連付けるように訓練することもできる。^[78]実地試験では、ミツバチはpptレベルの濃度を97～99%の検出確率で検出し、誤検出率は1%未満であった。少量の2.4-DNTを砂に混ぜたターゲットを置くと、ミツバチは数メートル離れた発生源から蒸気の煙を感知し、発生源まで追跡する。ミツバチは1日に何千回も餌を求めて飛行し、時間が経つにつれてターゲット上にミツバチが密集する。最も困難な問題は、ミツバチが巣に戻るまでに3～5kmも飛行する場合に追跡することである。しかし、ライダー（レーザースキャン技術）を使用したテストは有望である。^[79]

ミツバチは夜間、大雨や強風のとき、または気温が4℃（39℉）以下のときは飛べませんが、^[80]これらの条件下では犬の能力も制限されます。^[79]これまでのところ、ほとんどのテストは乾燥した条件の開けた地形で実施されているため、植生の影響は不明です。^[80]クロアチアの実際の地雷原でテストが開始されており、結果は有望ですが、約3日後には地雷から餌の報酬が得られないため、ミツバチを再訓練する必要があります。^[81]

犬と同様に、巨大な袋ネズミは地雷内のTNTのような化学物質を嗅ぎ分ける訓練を受けている。ベルギーのNGOであるAPOPOは、1匹あたり6000ドルの費用をかけてタンザニアでネズミを訓練している。 ^{[82] [83] [84] 「} HeroRATS 」というニックネームのネズミは、モザンビークとカンボジアに配備されている。APOPOは、ネズミが10万個以上の地雷を除去したと評価している。^[85]

ネズミは人間や犬に比べてはるかに質量が小さいため、地雷を爆発させる可能性が低いという利点がある。ネズミは反復作業を覚えるには十分だが、退屈するほど賢くはない。また、犬とは異なり、トレーナーと絆を結ばないので、トレーナー間での移動が容易である。ネズミは金属探知機よりも誤検知がはるかに少ないため、金属探知機では2週間かかるエリアを1日でカバーできる。^[86]

スリランカでは、犬は現地で訓練できないため、地雷探知には高価な選択肢となっている。スリランカ陸軍工兵隊は地雷探知にマングースを使用する研究を行っており、初期の結果は有望である。^[87]スリランカのモラトゥワ大学のエンジニア、トリシャンタ・ナナヤッカラと同僚は、マングースを遠隔操作ロボットで誘導する方法を開発している。^[88]

アンゴラ内戦中、ゾウは近隣諸国に逃げた。2002年に内戦が終結するとゾウは戻り始めたが、アンゴラには数百万個の地雷が埋まっていた。ある生物学者は、ゾウがすぐに地雷を避けることを学んだことに気づいた。南アフリカで行われた研究では、ゾウの中にはTNTサンプルを高感度で探知し、97個のサンプルのうち1個しか見逃さなかったゾウもいた。ゾウは犬よりもTNTの存在を示唆する可能性が5％高く、サンプルを見逃す可能性は6％低かった（より重要な成功の尺度）。研究者は地雷原にゾウを送る予定はないが、地雷原の予備調査で無人車両が収集したサンプルをゾウが嗅ぐことはできる。^{[89] [90]}

世界で最も研究されている植物の一つで、アブラナ科の植物であるシロイヌナズナは、通常、厳しい条件下では赤く変色する。しかし、デンマークのバイオテクノロジー企業Aresa Biodetectionの科学者らは、自然突然変異と遺伝子操作を組み合わせて、 TNTが分解するときに放出される化学物質である硝酸塩と亜硝酸塩に反応してのみ色が変わる品種を作成した。 ^{[92]この植物は、色の変化によって地雷の存在を示すことで地雷除去に役立つとされており、}航空機から撒くか、地雷原の地雷除去通路を歩く人々によって撒かれる可能性がある。 ^{[93] [94]} 2008年9月、アレサ・バイオディテクション社はこの方法の開発を中止したが、^{[95] 2012年に}カイロ大学のグループは、鉱山の金属を腐食させる細菌と、放出されたTNTから窒素を吸収するツルニチニチソウ、テンサイ、タバコの植物をシロイヌナズナと組み合わせた検出方法の大規模テストの計画を発表した。^[96]

硝酸塩と亜硝酸塩を感知する際の本質的な問題は、それらがすでに土壌中に自然に存在することです。TNTに対する天然の化学センサーは存在しないため、一部の研究者は既存の受容体を改変して、自然には発生しないTNT由来の化学物質に反応するようにしようとしています。^[92]

バイオレポーターとして知られる細菌は、 TNTの存在下で紫外線下で蛍光を発するように遺伝子操作されている。模擬地雷原にこのような細菌を散布する試験では、地雷の位置特定に成功した。現場では、この方法により、数時間で数百エーカーの捜索が可能となり、他の技術よりもはるかに高速で、さまざまな地形で使用できる。一部の誤検出はあるものの（特に植物や排水溝の近く）、これらの細菌を使用すれば3オンスのTNTでも検出可能だった。残念ながら、別の一般的な爆発物であるRDXを検出できる細菌株は存在せず、砂漠の状況では細菌が見えない可能性がある。また、腐食する時間がなかったよくできた弾薬は、この方法では検出できない可能性がある。^[97]

国防高等研究計画局（DARPA）が運営する「犬の鼻」プログラムの一環として、犬の安価な代替品を見つけるために、数種類の非生物学的検出器が開発された。^{[98]これらには、}分光検出器、圧電検出器、電気化学検出器、蛍光検出器などがある。これらのうち、蛍光検出器の検出限界が最も低い。2枚のガラススライドに蛍光ポリマーを塗布する。爆発性の化学物質がポリマーに結合し、放出される蛍光の量を減らす。^{[99]これは、Nomadics社によって}Fidoという商用製品に開発され、イラクとアフガニスタンに配備されたロボットに組み込まれている。^[100]

化学センサーは軽量で持ち運びやすく、歩く速度で作動する。しかし、100%の検出確率があるわけではなく、検知した爆発性蒸気は発生源から遠ざかってしまうことが多い。環境条件の影響は十分に理解されていない。^[99] 2016年時点で、犬は最高の技術的解決策を上回った。^{[101] [102]}

爆発性蒸気の検出方法には有望なものもあるが、爆発性蒸気が土壌を移動する仕組みはまだよくわかっていない。代替案としては、地雷内の爆発物の塊を、特定の元素の核と相互作用させて検出する方法がある。地雷内の爆発物には、重量で窒素が 18～38%、炭素が 1​​6～37%、水素が 2～3% 含まれている。対照的に、土壌には窒素が 0.07% 未満、炭素が 0.1～9%、水素が 0～50% 含まれている。^[103]核を調べる方法には、核四重極共鳴法や中性子法などがある。^{[104]検出が難しいのは、「塊」が 100 グラム未満であることがあり、周囲の地球や}宇宙線からはるかに大きな信号が来る可能性があるためである。^[105]

核四重極共鳴（NQR）分光法は、無線周波数（RF）波を使用して化合物の化学構造を決定します。これは、「磁石なし」の核磁気共鳴と見なすことができます。 ^[106]共鳴が発生する周波数は、主に核電荷密度の四重極モーメントと化合物内の価電子による電場の勾配によって決まります。各化合物には、固有の共鳴周波数セットがあります。^[106]金属探知機とは異なり、NQRには地中の他の物体からの誤検出がありません。代わりに、主なパフォーマンスの問題は、検出器内のランダムな熱雑音に対する信号の比率が低いことです。この信号対雑音比は、調査時間を長くすることで増加でき、原理的には検出確率をほぼ1にし、誤報の確率を低くすることができます。残念ながら、最も一般的な爆発物（TNT）の信号は最も弱いです。また、その共鳴周波数はAMラジオ帯域にあり、ラジオ放送に圧倒される可能性があります。最後に、この技術は金属ケースを透視したり、液体爆発物を検出したりすることはできません。しかし、誤報率が低いため、他のスキャナーの結果を確認するための有望な技術と考えられています。^[107]

1940 年代後半以来、地雷探知のための核技術の可能性について多くの研究が行われ、この技術に関するレビューもいくつか行われてきました。2003 年の RAND の調査によると、「考えられるほぼすべての核反応が調査されましたが、地雷探知の可能性を秘めているのはほんのわずかです。」^[103]特に、荷電粒子を放出する反応は地中を遠くまで移動しないため除外できます。^[103]また、中性子を媒体に透過させる方法 (空港のセキュリティなどの用途に便利) は、検出器と受信機を反対側に配置できないため実行できません。これでは、ターゲットからの放射線の放出と中性子の散乱が残ります。^[108]中性子検出器をポータブルにするには、低強度のビームで地雷を効率的に探知でき、人間のオペレーターを保護するための遮蔽がほとんど必要ないようにする必要があります。効率を決定する要因の 1 つは、核反応の断面積です。原子核が大きい場合、中性子は原子核と相互作用するために原子核にそれほど近づく必要はない。^[103]

中性子の発生源として考えられるものの 1 つは、放射性同位元素（最も一般的なのはカリホルニウム 252 ）の自発核分裂です。中性子は、ポータブル粒子加速器（密閉型中性子管）を使用して生成することもできます。この加速器は、重水素と三重水素の核融合を促進し、ヘリウム 4と中性子を生成します。^[10]この方法の利点は、三重水素はカリホルニウム 252 よりも放射毒性が低いため、爆発などの事故が発生した場合に人間に対する脅威が小さくなることです。^[109]これらの発生源は、中性子管から 1410万電子ボルト（MeV）のエネルギーを持つ高速中性子を、カリホルニウム 252 からは 0～13 MeV のエネルギーを持つ高速中性子を放出します。低エネルギー（熱）中性子が必要な場合は、減速材を通す必要があります。^[10]

熱中性子分析（TNA）という方法では、熱中性子が原子核に捕獲され、ガンマ線の形でエネルギーを放出します。そのような反応の1つとして、窒素14が中性子を捕獲して窒素15を作り、エネルギー10.835 MeVのガンマ線を放出します。 ^[103]天然に存在する同位体はこれほど高いエネルギーの光子を放出しません。^[108]また、これほど多くのエネルギーを放出する遷移はほとんどないため、検出器には高いエネルギー分解能は必要ありません。^[103]また、窒素は熱中性子の断面積が大きいです。^[108]カナダ陸軍は、他の機器で発見された対戦車地雷の存在を確認するために、TNA検出器を備えた多重探知車両、改良型地雷探知システムを配備しました。^[108]しかし、対人地雷の探知には、特に地雷の深さが数センチメートル以上の場合には非常に長い時間がかかるため、人が携帯できる探知機は実現不可能であると考えられている。^[103]

代替の中性子検出器は、地面に進入して地面によって減速される高速中性子を使用し、散乱して戻ってくる熱中性子のフラックスを測定する。水素は中性子の非常に効果的な減速剤であるため、信号は水素の異常を検出する。^[110]対人地雷では、水素は爆発物の原子の25～35%、ケースの原子の55～65%を占める。携帯型デバイスは実現可能であり、いくつかのシステムが開発されている。^[108]しかし、原子にしか反応せず、異なる分子構造を区別できないため、水に簡単に騙され、一般に水分含有量が10%を超える土壌では役に立たない。ただし、分散型パルス中性子源を使用すると、湿った土壌と爆発物を崩壊定数で区別できる可能性がある。この方法に基づく「時限中性子検出器」は、パシフィック・ノースウェスト国立研究所によって作成され、デザイン賞を受賞した。^{[103] [111] [112]}

音響/地震学的手法では、地上で音波を発生させ、その結果生じる振動を地表で検出します。通常、音は市販のスピーカーまたは電気力学的シェーカーによって生成されますが、^[113]地中にタイトビームを送る特殊な超音波スピーカーを使用した研究も行われています。 ^{[114]測定は、マイクロフォン、レーダー、超音波装置、}レーザードップラー振動計などの非接触センサーを使用して行うことができます。^[115]

地雷は容器であるため、独特の音響特性を持っています。音波は、密閉された空気の容積を交互に圧縮および膨張させ、容積の変化と圧力の間には遅れが生じ、圧力は周波数が低下するにつれて増加します。地雷とその上の土壌は、容器の構成に依存しない非線形応答を持つ2つの結合したバネのように機能します。このような応答は、根、岩、コンクリート、その他の人工物（ボトルや缶などの中空のアイテムを除く）など、他のほとんどの埋設物体では見られないため、 ^[115]検出方法の誤検出はほとんどありません。^{[116] [117] [118]}

音響/地震探知法は誤検知率が低いだけでなく、他の探知機とは異なる物理的特性に反応するため、より豊富な情報源を得るために併用できる。また、湿度や天候の影響を受けないが、凍土や植生では問題が発生する。しかし、音は地中で減衰するため、この技術では「地雷の直径より深い」地雷の発見は難しいことが分かっている。^[115]また、スキャンには1平方メートルあたり125～1000秒かかるため、速度も遅いが、センサーの数を増やすことで、スキャンを比例して高速化できる。^[115]

地雷除去ロボットなどの無人地上車両（UGV）は、地雷の可能性がある場所からコントローラーを遠ざけることでコントローラーを保護するのに役立ちます。電気式であるため、バッテリーを充電するための電源と、近距離での爆発に耐えられるだけの頑丈さが必要です。2023年のウクライナでは、Brave1プラットフォームの下で、安価な使い捨ての地雷活性化ローラーを備えたロボット車両を全地形型地雷活性化装置として使用する「鉄のキャタピラ」が運用されています。^[119]

無人航空機（UAV）、またはドローンは、地雷の探知に使用できます。ドローン、その操縦者、通信システムを含むシステムは、無人航空機（または航空機）システム（UAS）と呼ばれます。過去 10 年間で、地雷除去におけるこのようなシステムの使用は急速に増加しました。

カメラを搭載したドローンは、非技術調査中に地域の地図を作成したり、地雷除去による土地利用の変化を監視したり、地雷の配置パターンを特定して新しい場所を予測したり、地雷原へのアクセスルートを計画したりするために使用されています。そのようなシステムの1つであるSenseFly製の固定翼UAVは、アンゴラでGICHDによってテストされています。^[120]スペインの会社CATUAVは、ボスニア・ヘルツェゴビナの潜在的な地雷原をスキャンするために光学センサーを備えたドローンを装備しました。そのデザインは、2015年のDrones for Goodコンペティションでファイナリストに選ばれました。^{[121]国際NGOの}Humanity & Inclusionは、2019年2月から10月まで、チャド北部で非技術調査用のドローンをテストしています。^[122]

地雷探知のためのいくつかのアイデアが研究開発段階にある。ブリストル大学の研究チームは、ドローンにマルチスペクトル画像（化学物質の漏出を検知するため）を追加することに取り組んでいる。^[121]ビンガムトン大学の地球物理学者は、アフガニスタンで飛行機から落とされ、主に地表に埋まっている「バタフライ地雷」の位置を特定するために熱画像の使用をテストしている。 ^{[123] [124]}デンマーク工科大学の研究所であるDTU Spaceでは、研究者が下に磁力計を吊り下げたドローンを設計しており、最初の目標は第二次世界大戦の地雷を除去して、電力ケーブルを洋上風力タービンに接続できるようにすることである。^[125]

デザイナーのマスード・ハサニ氏が率いるオランダのマイン・カフォン・プロジェクトは、マイン・カフォン・ドローンと呼ばれる自律型ドローンの開発に取り組んでいる。このドローンは、ロボットのアタッチメントを3段階のプロセスで使用している。まず、3DカメラとGPSを使用して地図を作成する。次に、金属探知機で地雷の位置を特定する。最後に、ロボットのグリップアームが各地雷の上に起爆装置を設置し、ドローンが遠くから起爆する。^{[126] [127] [128]}

ドローン計画では、飛行許可の取得、安全な離着陸地点の確保、バッテリー充電用の電源の確保などの課題を克服する必要がある。^[120]さらに、プライバシーに関する懸念や、敵対勢力によってドローンが兵器化される危険性もある。^[129]

2023年にウクライナのBrave1プラットフォームを通じて開発された地雷探知用ドローンST-1が使用されている。^[130]

地雷除去作業員には、地雷が誤って爆発した場合に身を守るために、ヘルメット、バイザー、防護手袋、ベスト、ブーツなどの個人用保護具（PPE）が支給されることがある。IMAS基準では、体の一部（胸部、腹部、股間、目など）を60センチメートルの距離から240グラムのTNT火薬の爆風から保護することが義務付けられており、頭部の保護が推奨されている。耐爆ブーツを使用しても構わないとされているが、その効果は証明されておらず、ブーツは誤った安心感を与える可能性がある。^[131]

推奨装備は対人爆風地雷に対しては十分な防御力を発揮するが、IMAS規格では破片地雷や対戦車地雷に対しては不十分であると認められている。^[131]装甲が厚くなると快適性と機動性が犠牲になって防御力は増す。PPEの選択は、爆発が起こった場合の防御力と、そもそも爆発を防ぐのに十分な妨害がない状態とのバランスで決まる。リスクを管理する他の方法としては、より高性能な探知機、破片地雷を除去する遠隔操作車両、掘削用の長柄の熊手、接近前に危険を偵察する無人航空機などがある。^[132]

地雷が発見された場合、最も一般的な除去方法は、手作業で地雷の信管を抜く（時間がかかり危険な作業）か、さらに爆薬を使って爆破する（危険で費用がかかる）ことである。^[133]研究プログラムでは、爆発させずに化学物質や熱を使って地雷を破壊する代替手段を模索してきた。^[134]

最も一般的な爆発物であるTNTは非常に安定しており、マッチで燃えず、酸や一般的な酸化剤に対して非常に耐性があります。しかし、一部の化学物質は自己触媒反応を利用してTNTを破壊します。ジエチレントリアミン（DETA）とTNTは接触すると自然発火します。ある送達システムでは、DETAのボトルを地雷の上に置き、両方を貫通して弾丸を撃つと接触し、TNTは数分以内に燃え尽きます。この目的に使用できる他の化学物質には、ピリジン、ジエチルアミン、ピロールなどがあります。これらはRDXやPETNなどの爆発物には同じ効果がありません。^[134]

熱破壊法は、 NASAのスペースシャトルミッションで残ったロケット推進剤を使用するなどして、TNTを燃やすのに十分な熱を発生させる。 ^{[135]シャトルのエンジンを製造した会社である}チオコールは、推進剤を使用したフレアを開発した。地雷の隣に設置され、遠隔操作で起動すると、1,927 °C（3,501 °F）を超える温度に達し、地雷のケースに穴を開けて爆薬を消費する。^[135]これらのフレアは、コソボとヨルダンで米海軍によって使用されている。^[136]別の装置は、固体反応を使用して液体を作成し、それがケースを貫通して爆薬の燃焼を開始する。^[134]

第二次世界大戦中、ドイツSSが地雷原を除去するために使用した方法の1つは、捕虜にした民間人を地雷原を通らせ、遭遇した地雷を起爆させることだった。^{[137] 1987年の}イラン・イラク戦争中、イランはバセジと呼ばれる子供たちを人間地雷起爆装置として使用した。^[138]より人道的な方法としては、シャーマン戦車やチャーチル戦車に搭載された地雷除去機やバンガロール魚雷などがある。これらの変種は現在でも使用されている。^{[52] [139]}

地雷除去機は、特別に設計されたシャベルを使用して地雷を掘り出し、脇に押しのけて道を切り開きます。地雷除去機は、車両用の車線を素早く効果的に開けることができ、現在でも一部の戦車や遠隔操作車両に取り付けられています。地雷は移動されますが、無効化はされないため、地雷除去機は人道的な地雷除去には使用されません。^[52]

バンガロール魚雷の後継機雷掃海線爆薬は、爆風で地雷を起爆させて地雷原の通路を掃海する。^[52]例としては、対人障害物突破システムや、ロケットで地雷原を横切って運ばれる爆発物を詰めたホースパイプであるパイソン地雷原突破システムなどがある。 ^[139]

2000年代には、燃料空気爆薬（FAE）技術が地雷除去活動にますます利用されるようになり、地雷原の除去やIEDの無力化に効果的な方法を提供している。この応用の注目すべき例の1つは、ラファエル・アドバンスト・ディフェンス・システムズが開発した地雷除去システムであるラファエル・カーペットである。このシステムは、一連のロケットを使用して目標エリアに燃料スプレーを散布し、燃料空気爆発雲を作り出して爆発させ、広範囲にわたって地雷を除去し、軍事作戦のための迅速かつ安全な経路を提供する。^[140]

• カーク、ロバートGW (2014 年 1 月)。「犬を信頼するのか? 相互主観性、応答可能な関係、地雷探知犬の誕生」。行動 科学史ジャーナル。50 (1): 1–36。doi :10.1002/jhbs.21642。PMC 3908362。PMID 24318987。 

• 人道的地雷除去事故・事件データベース