סיקור מקיף

שיטה חדשה לאיתור חומרי-נפץ

"למשפחות מסוימות של חומרי-נפץ יש מאפיינים תרמיים ייחודיים המסייעים לאתר אדי חומרי-נפץ בנוכחותם של אדים אחרים," אומרים חוקרים אמריקנים

גלאי חומרי נפץ
גלאי חומרי נפץ

צוות חוקרים מטנסי ומדנמרק פיתח שיטה חדשה לאיתור רגיש של חומרי-נפץ בהתבסס על המאפיינים הפיסיקליים של אדיהם. הטכנולוגיה שלהם, המפותחת עתה למתקני אב-טיפוס שישמשו בבחינות שדה, מתוארת בגיליון האחרון של כתב-העת המדעי Review of Scientific Instruments.

"למשפחות מסוימות של חומרי-נפץ יש מאפיינים תרמיים ייחודיים המסייעים לאתר אדי חומרי-נפץ בנוכחותם של אדים אחרים," אומר Thomas Thundat, חוקר ב- Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ובאוניברסיטת טנסי.

במאמר, המתאר את מחקרם, המדענים מראים כי השיטה שלהם מסוגלת לאתר עקבות חומרי-נפץ. כמו-כן הם מראים כי היא מסוגלת להבדיל בין כימיקלים שהם חומרי-נפץ לכאלה שאינם ולהבחין בין חומרי-הנפץ השונים עצמם כמו: TNT, PETN ו- RDX.

חוקרים רבים עובדים מזה זמן רב על חיישני חומרי-נפץ. חיישנים רגילים משתמשים בספקטרומטר של ניידות יונים, אשר מייננים כמויות זעירות של כימיקלים ומודדים את מהירות תנועתם דרך שדה חשמלי. בעוד שמכשירים אלו מהירים, רגישים ואמינים, הם גם יקרים ומגושמים במידת-מה – מגבלות שהובילו חוקרים רבים בשנים האחרונות לנסות ולמצוא מתקנים ניידים וזולים יותר לאיתור חומרי-נפץ.

רבים ממחקרים אלו מתמקדים במתקנים "מיקרו-מכאניים" – חיישנים זעירים בעלי גלאים מיקרוסקופיים שאדי כימיקלים באוויר נספחים עליהם. כאשר הכימיקלים המתאימים נספחים על המשטח של חיישנים אלו, הם גורמים לתנועה מכאנית זערורית, ותנועות אלו יוצרות אותות חשמליים שניתן למדוד אותם.

מכשירים אלו, יחסית, אינם כה יקרים, ומסוגלים לאתר באופן רגיש חומרי-נפץ, אך לעיתים הם בעלי החיסרון שהם אינם מסוגלים להבחין בין כימיקלים דומים – הן מסוכנים והן לאו. הם מסוגלים לאתר שרידי כמויות של TNT, למשל, אך הם אינם מסוגלים להבדיל ביניהם לבין שרידי בנזין.

בחפשם אחר חיישנים מיקרו-מכאניים טובים יותר, החוקרים הבינו כי הם מסוגלים לאתר חומרי-נפץ באופן בררני וברמת רגישות גבוהה ביותר באמצעות בניית חיישנים המסוגלים למדוד את החתימות התרמיות של אדי הכימיקלים.

הם התחילו בחיישנים תקניים – התקנים בעלי קורות מיקרוסקופיים הנתמכות בקצה האחד. הם שינו את הקורות הללו כך שניתן לחמם אותן באופן חשמלי באמצעות העברת זרם דרכן. בשלב הבא הם אפשרו לאוויר לעבור דרך החיישנים. אם באוויר היו נוכחים אדי חומרי-נפץ ניתן היה לאתר אותם כאשר הפרודות שלהם נקשרו לקורות.

או אז, באמצעות חימום הקורות למשך שבריר השנייה, הם הצליחו להבדיל בין חומרי-נפץ לחומרים שאינם חומרי-נפץ. כל חומרי-הנפץ שהם מדדו נתנו תבניות תגובה תרמית ייחודיות והָדִירות בתוך שברירי שנייה של חימום. במאמרם, החוקרים הראו כי בשיטה שלהם ניתן לאתר כמויות זעירות ביותר של חומרי-נפץ ספוחים – בטווח של 600 פיקוגרמים (אלפית הננוגרם או טריליונית הגרם). כרגע החוקרים מנסים לשפר את רגישות המכשיר ובונים אב-טיפוס שיוכל לשמש בניסויי שדה עוד השנה.

הידיעה המקורית

עוד בנושא באתר הידען:

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

דילוג לתוכן