Folosirea explozivilor și a dispozitivelor explozive improvizate (DEI) din ce în ce mai des de către grupările teroriste a dus la necesitatea… [309548]

Licență

Folosirea explozivilor și a dispozitivelor explozive improvizate (DEI) din ce în ce mai des de către grupările teroriste a dus la necesitatea… [309548]

Byadmin ianuarie 1, 2024

Introducere

Folosirea explozivilor și a dispozitivelor explozive improvizate (DEI) din ce în ce mai des de către grupările teroriste a [anonimizat]. Dezvoltarea sistemelor de detecție a materialelor explozive și-a [anonimizat], cu un timp de răspuns cât mai rapid și totodată adaptabile diferitelor situații în care se face detecția.

Deși operatorii au de cele mai multe ori cunoștințe asupra principiilor care se află în spatele detecției, o [anonimizat] a materialelor explozive trebuie să o dețină, este simplitatea modului de operare a acestora.

Condițiile în care aceste evenimente pot avea loc sunt diferite și misiunea de a detecta eficient și rapid amenințarea explozivă este una dificilă în funcție de scenariul evenimentelor. [anonimizat] a sistemelor sau chiar folosirea mai multor sisteme pentru a realiza detecția amenințării explozive. De aceea operatorii au nevoie de antrenamente care să îi familiarizeze cu modul de operare a aparatelor, dar și mai important cu modul în care explozivii și DEI sunt percepuți atât în realitate cât și prin prisma dispozitivelor de detecție.

A [anonimizat] a sistemelor de detecție a [anonimizat], fără a fi supuși riscului expunerii în apropierea unui material exploziv. Totodată, [anonimizat], [anonimizat]. Astfel apare conceptul de simulant exploziv.

Simulanții explozivi sunt materiale neenergetice care reușesc să “copieze” o [anonimizat] a avea vreo reacție chimică la orice stimul.

Ulterior, [anonimizat], [anonimizat]. [anonimizat], [anonimizat] a DEI.

Capitolul 1

Studiul stadiului actual de dezvoltare al simulanților explozivi.[anonimizat], de performanță și siguranță ai simulanților explozivi.

Scopul acestui studiu este de a [anonimizat], [anonimizat].

1.1 [anonimizat], [anonimizat]. Totuși, [anonimizat], care să lucreze corect și rapid cu această tehnologie. Cel mai bun mod de a [anonimizat]-[anonimizat] a fi supuși riscului expunerii în apropierea unui material exploziv. Astfel, a apărut pentru prima oară conceptul de simulant exploziv și bineînțeles prima generație de simulanți explozivi.

Simulanții explozivi sunt materiale neenergetice, fără proprietăți explozive și care nu reacționează la stimuli de orice natură, dar care reușesc să imite o serie de proprietăți ale materialelor explozive. Simulanții explozivi reușesc să imite forma, textura, culoarea, densitatea de încărcare, numărul atomic efectiv precum și proprietățile de transmitanță la raze X.

1.2 Evoluția dezvoltării simulanților explozivi

Datorită diferitelor scenarii în care este utilizată detecția materialelor explozive și în funcție de necesitatea acesteia, s-au dezvoltat sisteme pentru detecția cantităților mari de exploziv, dar și pentru detecția urmelor de exploziv.

Cum simulanții explozivi sunt într-o legătură strânsă cu sistemele de detecție, pentru a asigura siguranța sistemelor și a operatorilor la efectuarea antrenamentelor sau calibrărilor, s-au dezvoltat simulanți explozivi pentru detecția cantităților mari și pentru detecția urmelor de explozivi.

1.2.1 Simulanți explozivi pentru detecția cantităților mari de exploziv

Prima generație de simulanți explozivi a fost dezvoltată cu scopul să „copieze” o serie de proprietăți a explozivilor pe care omul le putea detecta într-un timp scurt prin vederea și atingerea materialului: formă, textură și culoare. [1]

Odată cu dezoltarea tehnologiei însă se reușește crearea primei generații de scanere cu raze X și un nou mod de detectare a explozivilor. Acest lucru a dus la dezvoltarea simulanților explozivi din generația a doua, care urmau să simuleze proprietățile de absorbție a radiației X pe care explozivii le au, dar să își păstreze și proprietățile pe care prima generație de simulanți le avea. Se observă pentru prima dată o legătură între tehnologia de depistare a materialelor explozive și dezvoltarea simulanților explozivi.[1]

Cea de-a treia generație de simulanți explozivi apare odată cu dezvoltarea sistemelor scaner cu energii duale, capabile să discearnă diferențele dintre substanțe organice și substanțele anorganice. Această generație se bazează pe simularea numărului Zefectiv pe lângă cea a densității. Ulterior dezvoltarea tehnologiei computer tomograf (CT) și a scanerelor ce generează mai mult imagini fac posibilă analiza materialelor fără existența interferenței dintre straturi. Acest lucru impune necesitatea determinării precise a indexului CT, pentru a permite identificarea diferenței dintre materialele inerte și materialele explozive.[1]

În cazul efectuării unui nou salt tehnologic în cadrul scanerelor și tehnologiei de detectare a materialelor explozive, se așteaptă și o nouă generație de simulanți explozivi, generația a patra, generație care să furnizeze ferestre de detecție puternic selective, cu proprietăți de index CT foarte precise, menținând proprietăți de detecție la radiația X.[1]

1.2.2 Simulanți explozivi pentru detecția urmelor de exploziv

Dezvoltarea unor simulanți explozivi care să fie adaptați acestui mod de detecție, a presupus înțelegerea funcționării și a tuturor aspectelor legate de aceste sisteme de detecție.

Sistemele de detecție a urmelor de exploziv identifică prezența explozivilor prin efectuarea următoarelor operațiuni:

colectarea (prelevarea) rezidurilor și moleculelor de exploziv, rămase atașate pe suprafața materialelor, prin utilizarea unui sistem de vacuum;

analiza substanțelor colectate, a proprietăților chimice și fizice a acestora cu ajutorul echipamentelor specifice. [1],[2]

Înțelegerea importanței fiecărei etape asupra preciziei detecției permite operatorilor să se instruiască și să valideze biosenzorii și senzorii electronici.

Pentru folosirea primei metode de identificare însă, este recomandat ca urmele de exploziv să fie vizibile cu ochiul liber.

În funcție de principiul de analiză și identificare a materialelor, sistemele de detecție a urmelor de material exploziv folosesc următoarele metode:

metoda colorimetrică, presupune existența reactanților colorimetrici, care produc o schimbare a culorii, atunci când reacționează cu un material exploziv;

metoda spectroscopiei de masă(MS), presupune detectarea urmelor de molecule explozive prin intermediul unor parametrii specifici ca masa moleculară și timpul de deviere. [1],[2]

Pentru folosirea primei metode de identificare însă, este recomandat ca urmele de exploziv să fie vizibile cu ochiul liber.

Tehnologia MS permite dezvoltarea și validarea prin utilizarea materialelor ce conțin explozivi diluați.

Principiul primei metodei, al reacției chimice care se produce mai exact, a permis însă dezvoltarea a două tipuri de simulanți explozivi:

primul reprezintă un compus neexploziv care reacționează cu reactivul pentru a furniza o schimbare a culorii;

cel de-al doilea presupune amestecarea unui conținut scăzut de exploziv real cu o substanță chimică inertă, care de asemenea produce o shimbare a culorii, dar nu este catalogat ca material periculos, pentru că nu reacționează la stimuli.

Utilizarea soluțiilor diluate permite antrenarea câinilor de detecție, deoarece nu se cunosc cu exactitate bazele științifice ale detecției canine. Se preferă antrenamentul câinilor cu acești simulanți explozivi diluați, în loc să se utilizeze încărcături explozive, concentrându-se doar pe o singură substanță activă. [1],[2]

1.2.3 Compoziții chimice ale simulanților explozivi

În funcție de destinația lor, simulanții explozivi au compoziții chimice diferite.

În acest moment simulanții explozivi se împart în două mari categorii:

amestecuri de materiale inerte, cunoscute și sub denumirea de simulanți necontaminați;

amestecuri de materiale inerte cu adaosuri de materiale explozive, cunoscute și sub denumirea de simulanți contaminați.

Fiecare din aceste categorii reușește să simuleze diferite proprietăți ale explozivilor, pliate după metodele de identificare existente.

În continuare sunt prezentate câteva exemple de rețete folosite pentru realizarea simulanțiilor explozivi contaminați și necontaminați.

Tabel 1.1 Compoziții chimice pentru simulanți explozivi alcătuiți din materiale neenergetice[3]

Tabel 1.2 Compoziție chimică pentru simulant exploziv C-4 cu adaos de materiale explozive[4]

Prin combinarea diferitelor materiale, fie că este vorba de simulanți explozivi contaminați sau necontaminați, se poate observa că s-a reușit realizarea unor simulanți explozivi care să acopere o gamă largă din materialele explozive existente, cum ar fi: pulberi,explozivi plastici, calupi de exploziv solid, geluri și exploziv lichid.

1.3 Caracteristicile fizice, chimice, de performanță și siguranță ai simulanților explozivi

1.3.1 Proprietăți tactile și vizuale

Diferitele tipuri de explozivi au specific culori diferite, proprietăți de reflexie a luminii și textura suprafeței. Aceste proprietăți au fost induse simulanților încă din prima generație pentru simularea cât mai reală a materialelor explozive.

Simulant pulbere neagră b) Simulant exploziv plastic tip Semtex

Simulant TNT d) Simulant RDX pulbere

Figura 1.1 Imagini ale simulanților explozivi

[http://www.aiexplosives.com/inspections_articles.asp?id=21]

[http://www.simulants.co.uk/]

1.3.2 Proprietățile de atenuare la radiația X

Radiația X este o radiație electromagnetică. Energia emisă sub formă de fotoni este transportată prin spațiu ca o combinație de câmpuri electrice și magnetice perpendiculare unul pe celălalt pe direcția de propagare a energiei.

Atenuarea este reducerea intensității fasciculului radiației X la traversarea materiei ca rezultat al absorbției și reflexiei fotonilor.[1]

Figura 1.2 Atenuarea radiației X

[http://www.aiexplosives.com/inspections_articles.asp?id=21]

(1.1)

în care:

N – numărul de fotoni transmiși;

N0 – numărul de fotoni incidenți;

– coeficientul de atenuare liniară;

– grosimea mediului absorbant.

1.3.3 Proprietățile CT (computer tomograf)

La fel ca în aplicațiile medicale, analiza imaginilor computer tomograf 3D (CT) necesită o scalare a atenuării cu fiecare pixel. În cazul detecției explozivilor, numărul sau indexul CT# este un index normalizat a atenuării radiației X pe o scală de la – 1000 (os) cu apa ce are indexul 0. Scala utilizată în analiza imaginilor produse de CT de către scanerele de explozivi este adaptată la caracteristicile bagajelor și articolele care se găsesc în acestea.[1]

Numărul CT se calculează cu relația:

(1.2)

unde:

K – coeficientul de amplificare;

p – coeficientul liniar al pixelului;

w – coeficientul liniar al apei.

1.3.4 Proprietăți de performanță

Proprietatea Zefectiv

Numărul Zefectiv este un parametru a cărei valoare este utilizată în analiza tipului de substanță ce este investigată, bazându-se pe interacțiunea radiației X. Număr similar cu numărul atomic care este utilizat pentru a distinge elementele chimice, numărul Zefectiv este utilizat pentru a identifica moleculele și amestecurile care conțin două sau mai multe substanțe[1]. Pentru calculul Zefectiv se folosește relația prezentată în continuare:

(1.3)
în care:

a – fracțiunea de electroni a elementului din numărul total de electroni;

Zi – numărul atomic al elementelor i.

Tabel 1.3 Calcul Zefectiv pentru materiale explozive și inerte

1.3.5 Proprietăți de siguranță

Reacția simulanților explozivi la diferite tipuri de stimuli este nulă comparativ cu cea a materialelor explozive. Astfel simulanții explozivi pot fi clasificați ca materiale neenergetice ce reușesc să „copieze” anumite prorietăți ale materialelor explozive și cu ajutorul cărora se pot efectua antrenamente sau calibrări ale sistemelor de detecție ce nu implică riscuri.

1.4 Concluzii

Cel mai important aspect în ceea ce privește simulanții explozivi este acela că sunt siguri și în același timp performanți, deoarece după cum se poate observa cu ajutorul lor se pot simula proprietăți ale materialelor explozive. Acest lucru conduce la o aplicabilitate mare în ceea ce constă simulanții explozivi, cum ar fi calibrarea aparatelor și efectuarea antrenamentelor, toate acestea fără riscuri.

Un alt aspect ar fi acela că simulanții explozivi au evoluat în funcție de metodele de identificare a materialelor explozive existente. Acest lucru și faptul că există cele două mari categorii de simulanți explozivi, contaminați și necontaminați, au făcut posibil ca simulanții explozivi să „copieze” cu succes numeroase proprietăți ale materialelor explozive și să se plieze pe cât mai multe metode de identificare ale acestora.

Capitolul 2

Studiul teoretic al principiilor, tehnicilor și procedurilor de depistare și identificare a materialelor / dispozitivelor explozive.

În acest capitol am efectuat o analiză asupra principiilor de funcționare a sistemelor de detecție, precum și a tehnicilor folosite de acestea în depistarea și identificarea în timp util a materialelor / dispozitivelor explozive. Scopul acestui capitol este de a evidenția tehnologia folosită pentru detecția materialelor / dispozitivelor explozive și legătura dintre principiile de funcționare ale sistemelor și proprietățiile materialelor explozive.

2.1 Introducere

Materialele explozive reprezintă substanțe sau amestecuri de substanțe care, prin acționarea asupra lor cu un stimul exterior, produc o reacție ce degajă o cantitate mare de căldură, în timp scurt și cu creșteri bruște de presiune și temperatură. Datorită structurii chimice și conținutului lor ridicat de energie, aceste materiale sunt sensibile și pot fi inițiate de stimuli exteriori cum ar fi: impact, frecare, înțepare, percuție, căldură, flacără, scântei, undă de șoc și descărcările electrostatice.

Un DEI reprezintă un complet fabricat sau amplasat într-o manieră improvizată, ce conține diferite materiale chimice periculoase utilizate pentru a genera efecte distructive, letale, toxice și incendiare. Scopul acestui dispozitiv este de a provoca distrugerea materialelor, incapacitarea persoanelor și perturbarea activităților acestora.

DEI poate să conțină materiale explozive, muniții sau elemente de muniții cu destinație militară, dar de cele mai multe ori conțin materiale explozive ușor de fabricat într-o manieră improvizată.

Din punct de vedere constructiv sunt foarte variate și pot fi asamblate în așa fel încât inițierea explozivului să se producă la comandă, la acționarea asupra DEI din exterior sau automat, după modul în care a fost conceput.

Chiar dacă DEI sunt ușor și ieftin de realizat, oricare ar fi structura și compoziția acestora, este imposibil ca acestea să nu conțină și materiale explozive.

Până la inițierea unui atac cu un DEI, atentatorul trebuie să parcurgă anumite etape obligatorii: obținerea sau fabricarea materialelor necesare, obținerea resurselor financiare, construirea dispozitivului, amplasarea la țintă și desfășurarea atacului.

Multe dintre etapele ce preced un atac cu DEI, permit detecția și neutralizarea DEI. În cazul detecției există mai multe arii tematice de cercetare care se referă la semnături specifice, metode și limite de detecție. În ceea ce privește neutralizarea DEI există diferite tehnici de disrupere și neutralizare, care pot fi aplicate efectiv în teren.

2.2 Concepte și caracteristici ale detecției

Detecția explozivilor presupune recepția unui semnal, analizarea acestuia, evaluarea rezultatelor obținute și luarea unui decizii, referitoare la existența materialului exploziv, de către operatorul sistemului de detecție.

Pentru evaluarea performanțelor unei metodologii de detecție, trebuie să fie introduse și luate în considerare concepte, cum ar fi sensibilitatea (măsura prin care un detector dă o alarmă dacă este prezentă substanța explozivă) și curbele caracteristice ale receptorului în timpul operării (ROC). Aceste caracteristici sunt funcții care stabilesc dependența mărimii de probabilitatea de detecție sau probabilitatea de obținere a alarmelor false. Astfel se combină sensibilitatea cu caracteristicile de performanță și astfel este posibil să se compare diferite tehnici și tehnologii de detecție.[5]

Diferența dintre viteza de apariție a alarmelor false în condiții de laborator (probabilitatea apariției unei alarme când nu există explozivi) și viteza de apariție a alarmelor false în teren (probabilitatea ca fără existența unui exploziv să sune alarma) este o caracteristică importantă ce trebuie luată în calcul. Personalul poate avea o reacție de anulare sau neluare în considerare a alarmelor atunci când probabilitatea de apariție a acestor alarme false poate să fie prea mare.[5]

În evaluarea unui sistem de detecție care are la bază o tehnologie cu detecții multiple, se utilizează o mărime caracteristică globală numită eficacitatea sistemului (SE), care reprezintă performanța globală a sistemului în prezența mediului real în care există amenințarea sau în prezența altor factori perturbatori ai detecției. Eficacitatea sistemului este o măsură a gradului în care se așteaptă ca un sistem de detecție să îndeplinească cerințele unor misiuni specifice; aceasta poate fi exprimată ca o funcție de disponibilitate,dependență și capabilitate. [5]

În ceea ce privește utilizarea tehnologiilor de detecție de la distanță, ar trebui să se înțeleagă câteva trăsături generale ale scenariilor de utilizare a DEI precum și trăsăturile specifice ale DEI și mediului în care este amplasat acesta.

Două tipuri de scenarii pot fi luate în considerare:

DEI sinucigaș, în care atentatorul nu are ținte specifice și poate iniția în orice moment dispozitivul. Acest scenariu are specific faptul că este nevoie de un timp foarte mic sau ocazii scăzute pentru a detecta bomba înainte detonația ei.

DEI plantat, ce necesită transportarea la o anumită locație urmată de armarea și plantarea acestuia la țintă. Acest scenariu are la bază zonele largi de supraveghere sau monitorizarea la scară largă a prezenței explozivilor și datorită etapelor pe care le presupune, ocaziile de detecție sunt mai numeroase și timpul pe care îl au la dispoziție operatorii este mai mare.

2.2.1 Sensibilitatea, specificitatea și curbele de performanță

Bazele statisticii și elementele funcțiilor de probabilitate pentru orice metodologie de detecție presupun existența următoarelor mărimi principale:

Sensibilitatea;

Specificitatea;

Caracteristicile performanțelor de operare (ROC). [5]

În continuare se prezintă câteva noțiuni și definiții asociate mărimilor de mai sus pentru orice metodă sau sistem de detecție.

Pentru început presupunem că avem un detector cu ieșire binară(„DA” sau „NU”) arată măsura „Adevărului”, adică există exploziv sau nu există exploziv. De asemenea se presupune că se efectuează un număr de teste înregistrând pentru fiecare test în parte condițiile inițiale ale testului(există sau nu explozivi) și citirile date de detector(a detectat sau nu explozivi). Performanțele detectorului pot fi deduse dintr-un tabel ca cel prezentat în continuare. [5]

În care a, b, c și d reflectă numărul de treceri / încercări ale detectorului în timpul testelor, iar a reprezintă numărul de semnale adevărate pozitive, prin care detectorul furnizează prezența reală a explozivului și b numărul evenimentelor la care detectorul nu arată prezența explozivului în lipsa acestuia (fals-negativ).[5]

Sumele totale pe coloane sunt stabilite atunci când se stabilesc sau concep testele (se desfășoară a+c teste în prezența explozivilor și b+d teste în absența explozivilor.[5]

Se tratează răspunsul dat de detector ca o variabilă oarecare și suntem interesați de probabilitățile de detecție sau lipsa detecției în prezența sau lipsa explozivului:

Probabilitate de detecție adevărat pozitiv (sensibilitatea): Pr=Da (detecție exploziv)/(total treceri când există explozivi = a/(a+c);

Probabilitate de detecție fals pozitiv: Pr=Da (detecție exploziv)/(total treceri când nu există explozivi = b/(b+d);

Specificitatea (nu detectează exploziv când nu există exploziv, adică fals-negativ: Pr=d/(b+d).[5]

2.2.2 Proprietăți atomice și moleculare ce pot fi exploatate în vederea detecției materialelor explozive

Spectroscopia atomică de absorbție și fluorescența atomică poate fi utilizată pentru determinarea compoziției elementale, după ce se realizează procesul de atomizare a unei probe de material în flacără sau plasmă. Aceste metode necesită contactul, prelevarea și funcționează bine pentru elemente chimice grele.[5],[6],[7]

Alte tehnici nucleare au fost explorate pentru detecția câmpurilor de mine și scanarea cargourilor de marfă: radiațiile gama emise de nuclei radioactivi, bombardați cu neutroni pot furniza o semnătură unică pentru fiecare element chimic cu care vine în interacțiune. Tehnicile ce se bazează pe neutroni sunt folosite in imagistică penetrând cargouri si bagaje, putând astfel oferii informații utile pentru detecție. [5],[6],[7]

Vaporii emiși de explozivi pot conține până la 1000 părți pe milion (ppm) sau părți pe miliard (ppt) de constituenți moleculari, considerați ca impurități sau produse de descompunere a acestora. Aceste concentrații scăzute permit identificarea în fază gazoasă prin spectroscopie moleculară. Prelevarea trebuie să se realizeze în contact sau în apropierea explozivului, datorită presiunii scăzute de vapori a explozivilor. [5],[6],[7]

Materialele explozive au caracteristici fizice, chimice și speciale care fac posibilă depistarea lor chiar la concentrații foarte mici sau când sunt disimulate în obiecte de diferite constituții și grosimi, sau, pentru derutarea investigatorilor, amestecate cu alte tipuri de materiale.

Unele dintre tehnicile și metodele de depistare a urmelor de exploziv care stau la baza funcționării sistemelor de detecție existente astăzi pe piață sunt:

spectrometria ionilor mobili;

electronii captivi;

chemiluminiscența;

undele acustice de suprafață;

reacțiile termo-redox;

colorimetria;

biosenzori.

Nivelul de sensibilitate la care este nevoie să se ajungă pentru obținerea unui rezultat cât mai bun reprezintă un aspect important în alegerea unei metode de depistare și identificare. Pentru detecția urmelor de material exploziv trebuie să se țină cont de maniera în care se poate produce contaminarea obiectelor investigate cu material exploziv. [5],[6],[7]

Contaminarea constă de fapt în aderarea la suprafața diferitelor materiale a particulelor solide microscopice, care au, de regulă, mase de câteva micrograme. Datorită aderenței mari a explozivilor la orice fel de suprafață, persoanele care au fabricat sau manevrat explozivi vor transfera cantități semnificative de pe mâini, haine sau păr pe alte obiecte cu care intră în contact. [5],[6],[7]

2.3 Metode de detecție și identificare a explozivilor

Detecția și identificarea materialelor explozive reprezintă o sarcină dificilă, ce trebuie efectuată într-un timp cât mai scurt, cu precizie și fără a creea daune nenecesare persoanelor din jur. Toate acestea fiind luate în considerare, precum și complexitatea evenimentelor ce pot apărea, au fost dezvoltate o varietate de tehnologii concentrate pe două direcții distincte: detecția cantităților mari de explozivi(bulk detection) și detecția urmelor de explozivi(trace detection). [5],[6],[7]

Încărcăturile explozive pot fi detectate indirect prin obținerea formelor caracteristice ale încărcăturii explozive, a detonatoarelor și conductoarelor, a sistemelor de inițiere, armare, întârziere sau a elementelor de fragmentație introduse.[5],[6],[7]

2.3.1 Detecția cantităților mari (BULK DETECTION)

Figura 2.1 Metode de detecție a cantităților mari de explozivi

[http://www.nap.edu/read/10998/chapter/7#73]

Imagistica este prima tehnică aptă a fi utilizată în scenariile de detecție de la distanță. Majoritatea DEI au forme spațiale specifice și prezintă componente specifice cum ar fi: fire, cabluri, fitiluri, detonatori. [5]

Constantele dielectrice ale explozivilor fac să poată fi puse în contrast imaginile explozivilor în comparație cu cele ale metalelor prin tehnicile radiațiilor X și cele ale microundelor. Reflexia, absorbția și difracția radiațiilor prin mai multe tipuri de explozivi în anumite game de frecvență pot fi categorisite și acest lucru permite constituirea unor baze de date utile în analiza diferitelor imagini. [5]

Investigarea cu raze X

Razele X sunt utilizate de mulți ani pentru a detecta explozivi și alte articole de contrabandă în bagaje și containere de marfă. Deoarece radiația X este o radiație ionizantă, există probleme legate de sănătatea persoanelor expuse. Cu toate acestea, imagistica la distanțe de ordinul 10-20 m aceste probleme pot fi mult reduse. [5],[6],[7]

Transmisia standard: principiul acesteia este acela al radiografierii unui obiect cu un fascicul de raze X de energie mică, receptarea imaginilor pe ecrane fluorescente sau prin tehnică de calcul și interpretarea acestora. A fost concepută pentru depistarea armelor, a materiale explozive sau periculoase. Permite o mai bună decelare între materiale prin compararea imaginilor obținute la atenuarea a două fascicule de raze X de energii diferite. Materialele cu numărul atomic efectiv asemănător materialelor explozive sunt semnalate operatorului prin adăugarea unor culorii specifice.[5],[6],[7]

Transmisia X-ray necesită un detector în partea opusă țintei față de transmițător. Detectorul poate fi un ecran sau placă din material plastic, prevăzut cu o cameră wireless conectată la o bază de date. Detectorii și camerele pot fi înlocuite si de aceea trebuie să fie utilizate materiale ieftine. Imaginile transmise dau o bună rezoluție și pot detecta contururi, forme, umbre datorită absorbției diferite a razelor X.[5],[6],[7]

Metoda razelor/energiilor duble: este o variantă a transmisiei standard a razelor X, prin care se pot detecta ușor substanțele organice, dacă zona înconjurătoare nu este foarte dezordonată și este foarte importantă pentru detectarea metalelor sau a materialelor anorganice cu număr atomic mare, specii la care penetrarea este puternică.[5],[6],[7]

Retro-difuzia razelor X: este imaginea provenită de la investigarea cu raze X care difuzează înapoi de pe obiectul „țintă” către sursă. Metoda furnizează atât imagini specifice transmisiei standard cât și imaginea independentă a retro-difuziei fasciculului de raze X și este deosebit de eficientă pentru materialele cu număr atomic scăzut deoarece aceste materiale au o difuziune mult mai mare decât materialele cu număr atomic mare. Astfel de obiecte sunt cele de tipul armelor de plastic, explozivi, droguri și alte materiale organice, care, în sistemele de investigare clasice, au un contrast scăzut și nu pot fi percepute clar, mai ales în situația în care se suprapun mai multe în calea fasciculului de raze X. Față de imaginea clasică, materialele cu numărul atomic scăzut au culoarea albă intensă și poate fi vizualizată separat pe monitor.[5],[6],[7]

Tomografie computerizată: este o metodă de investigare cu raze X folosită încă din 1973 care produce imagini bidimensionale ale secțiunii transversale a unui obiect, „despărțită” în „felii”, ce pot conduce la obținerea imaginilor tridimensionale, prin combinarea „feliilor” adiacente și procesare computerizată. Este important însă ca energia fascicolului de raze X să permită penetrarea obiectului pentru a produce un semnal suficient de mare pentru a putea fi receptat de detector. Permite selectarea exactă a materialelor explozive de alte materiale „inerte” dar cu număr atomic comparabil, indiferent de grosimea materialului exploziv. Fiecare obiect absoarbe și atenuează într-o manieră unică razele X. Proprietățile acestor reacții se corelează cu densitatea și compoziția obiectelor. Cu un soft adecvat, interferența cu materialele alăturate, forma și disimularea acestora prin suprapunere sau încărcate în diferite anvelope, pot fi îndepărtate. Timpul de reconstrucție a imaginii este sub 1 minut, imaginile au o rezoluție mult mai mare decât cele standard. [5]

Cele mai noi tehnici de scanare X-ray folosesc transmițătorul și receptorul de aceeași parte a țintei (backscatter).

Figura 2.2 Imagini X-ray backscatter

[http://www.proammo.cz/detekcni-zarizeni-3/]

Tehnica razelor X are un bun potențial pentru detecția de la distanță, până la distanțe de aproximativ 15 m. Avantajele sale țin de o excelentă rezoluție a imaginilor cu contrast între explozivi și fundal. Dezavantajele principale sunt referitoare la problemele de sănătate datorită radiației ionizante și problemele culturale și legale deoarece imagistica permite observarea persoanelor fără haine. Costul instalațiilor cu dimensiuni mari este de asemenea o problemă importantă. [5]

Imagistica în infraroșu

În spectrul IR (cu lungimi de undă cuprinse între 1 și 10 microni) hainele, pachetele cu explozivi și multe alte obiecte sunt opace la această radiație. Cu toate acestea, corpul uman dar și alte obiecte aflate la temperatura camerei permit emisia de radiații termice IR. Această radiație poate fi detectată ușor și simplu cu ajutorul camerelor termale sau IR. Obiecte ale căror temperatură diferă ușor la suprafață pot fi ușor identificate.

Figura 2.3 Imagini detecție IR

[http://www.gooseview.net/residential-infrared/what-is-infrared/]

Pe scurt, imagistica IR este o tehnică importantă pentru detecția la distanță. Avantajele sale sunt accesibilitatea, răspunsul în timp real, sensibilitatea la imagini tipice pentru scenariile cu sinucigași. Dezavantajul major este lipsa de specificitate pentru explozivi. Poate fi utilizată ca prima fază a procesului de scanare a persoanelor potențial transportatoare de explozivi. [5],[6],[7]

Metoda Terahertz

Îmbrăcămintea și multe alte materiale sunt aproape transparente atunci când lungimea de undă a radiației electromagnetice crește în zona terahertz. Lungimile de undă mai mari de 300 micrometrii corespund frecvențelor 1 THz.

Imagistica în această regiune a spectrului permite detecția explozivilor ascunși sub haine, fără să existe pericolul de apariție a radiației ionizante. Explozivii au un comportament spectral specific datorită legăturilor dintre moleculele de exploziv. Pentru gamele de frecvențe ale radiațiilor terahertz și microundelor se pare că nu există probleme de sănătate.

Tehnici nucleare de investigare

Analiza cu neutroni activați: este recomandată pentru depistarea materialelor explozive cu conținut ridicat de azot și se bazează pe detecția razelor emise de nucleele de azot, în reacții cu neutroni termici. [5],[6],[7]

Analiza cu neutroni rapizi: este utilizată pentru a măsura compoziția elementelor din interiorul unui obiect investigat. Un fascicul de neutroni rapizi este direcționat pe un obiect. Neutronii interacționează cu constituenții elementari ai obiectului și creează raze γ cu energii caracteristice elementelor. De la energia și timpul de ajungere a razelor γ în detectoare se poate obține o imagine elementară a obiectului. [5],[6],[7]

Rezonanța magnetică nucleară: pleacă de la proprietatea nucleelor majorității atomilor de a deține momente magnetice slabe. Nucleele de hidrogen (protoni) au proprietăți corespunzătoare pentru observarea lor cu RMN și se găsesc în majoritatea materialelor. Când un nucleu de hidrogen se găsește într-un câmp magnetic static, momentul magnetic al nucleului se va alinia imperfect pe direcția liniilor câmpului magnetic și apar momente magnetice nucleare care se produc la o frecvență specifică, frecvența Lamor. Dacă se aplică un câmp magnetic extern cu frecvența în domeniul radio (RF), unele nuclee se vor realinia contra câmpului static, rezultând o absorbție a energiei câmpului RF. [5],[6],[7]

Rezonanță cvadripolară nucleară: este o metodă derivată din RMN, o metodă de inspectare a materialelor în vrac pentru detectarea substanțelor explozive solide cristaline care conțin nuclee de 14N (RDX, TNT, nitrați) . Utilizează energie de frecvență înaltă (pulsuri cu energia domeniului radio al spectrului) pentru a excita electronii de spin din pozițiile lor de echilibru. Când se produce relaxarea nucleelor perturbați la starea lor normală, ei emit fotoni la o frecvență caracteristică care este detectată și analizată. [5],[6],[7]

Tehnici radiometrice de investigare

Ultrasunete/sonar: sunt tehnici care funcționează pe baza reflecției sau refracției la interfața dintre două medii cu indici acustici de refracție a undelor longitudinale diferiți. [5],[6],[7]

Unde milimetrice: utilizează valori ale energiei electromagnetice între microunde și infraroșu îndepărtat (această energie poate fi produsă electronic sau termic). Frecvențele sunt 50-180 GHz iar λ între 1,7-6 mm. Deoarece energia poate fi generată termic, există emisii de unde milimetrice naturale provenind de la corpul uman și de la orice obiect la sau la temperaturi apropiate temperaturii camerei. [5],[6],[7]

Sisteme dielectrometrice: sunt sisteme derivate din tehnici mmW, utilizabile pentru depistarea obiectelor suspecte prezente pe corpul persoanelor monitorizate sau într-un obiect suspect. Similar tehnicilor mmW, interacțiunea radiației cu materialele supuse investigării, conduce la reflectarea, funcție de tipul materialului, la reflectarea undei radio și la obținerea, în final, a unor imagini prin care se poate localiza obiectul suspect și locația acestuia. Principiul de funcționare este următorul: când unda, care se propagă prin aer, întâlnește un material cu un indice de refracție diferit, va fi parțial reflectată. Indicele de refracție a unui mediu este proporțional cu rădăcina pătrată a constantei dielectrice a mediului, denumită și permitivitate relativă, și cu rădăcina pătrată a permeabilității lui magnetice.[5],[6],[7]

– microunde: sunt unde electromagnetice scurte, cu valori λ între 1 mm și 1 cm și frecvența între 1-200 GHz. Radiometrele pasive care operează în domeniul microundelor al spectrului electromagnetic au fost testate în special pentru depistarea minelor plasate și disimulate la suprafață sau îngropate superficial (câțiva cm) .[5],[6],[7]

– unde terahertziene: teraundele utilizează foarte bine proprietățile ce derivă din vibrațiile și rotațiile suferite de moleculele unui material, indiferent de natura lui și care, în acest domeniu al spectrului se individualizează pentru interacțiunile inter și intra-moleculare, furnizând informații de natură structurală dar și spațială. De aceste însușiri pot beneficia și alte domenii, inclusiv cel medical. Lungimile de undă la care se operează sunt suficient de scurte pentru a putea transfigura răspunsul materialului supus acțiunii undelor sub forma unor imagini submilimetrice dar și suficient de lungi pentru a penetra multe dintre materiale, inclusiv cele ascunse sau disimulate.[5],[6],[7]

2.3.2 Detecția cantităților mici de explozivi (TRACE DETECTION)

Materialele explozive au caracteristici fizice, chimice și speciale care fac posibilă depistarea lor chiar la concentrații foarte mici sau când sunt disimulate în obiecte de diferite constituții și grosimi, sau, pentru derutarea investigatorilor, amestecate cu alte tipuri de materiale.

Unele dintre tehnicile și metodele de depistare a urmelor de exploziv care stau la baza funcționării sistemelor de detecție existente astăzi pe piață sunt:

spectrometria ionilor mobili;

chemiluminiscența;

reacțiile termo-redox;

undele acustice de suprafață;

electronii captivi;

colorimetria;

biosenzor.

Figura 2.4 Metode și tehnici de detecție a urmelor de explozivi

[http://www.nap.edu/read/10998/chapter/7#73]

Spectrometria ionilor mobili

Metoda are la bază mobilitatea diferită a speciilor ionice în gaze, aceasta fiind definită prin raportul între viteza de deplasare a ionului și tensiunea curentul electric aplicat câmpului și este una dintre cele mai utilizate tehnici de depistare și identificare compușilor chimici prezenți în urme.[5],[6],[7]

Unde acustice de suprafață

Este o undă acustică care se propagă de-a lungul suprafeței unui material ce are o anumită elasticitate și care are o amplitudine ce descrește exponențial cu grosimea substratului.[5],[6],[7]

Chemiluminiscența

Este o metodă de analiză care are la bază un proces termic de descompunere a substanței analizate – piroliza. Metoda exploatează grupările nitro (–NO2) sau nitrat (NO3) care se găsesc în majoritatea explozivilor.[5],[6],[7]

Termo-redox

Principiul metodei constă în descompunerea termică a moleculelor de exploziv urmată de reducerea grupărilor -NO2 .[5],[6],[7]

Detector cu captură de electroni

Detectează moleculele de exploziv și ale altor tipuri de substanțe care au o puternică afinitate pentru electroni, de aceea nu este specifică compușilor chimici.[5],[6],[7]

Spectrometria de masă

Este o tehnică de filtrare magnetică în care moleculele sunt inițial ionizate și trecute apoi printr-un filtru magnetic ce permite identificarea ionilor pe baza raportului sarcină/masă.[5],[6],[7]

Spectrometria câmpului ionic:

Este o tehnologie relativ nouă, dezvoltată plecând de la spectrometria ionilor mobili (IMS), pentru detecția drogurilor, explozivilor și a agenților chimici de luptă.[5],[6],[7]

Colorimetria

Este o tehnică de detecție foarte folosită, ce presupune folosirea unui agent chimic lichid. Prin aplicarea acestuia pe materialul exploziv obținem o reacție de culoare.

Biosenzori

– câini,albine;

bio-senzori: Presupune existența unui anticorp care să reacționeze doar cu o anumită substanță. Acest anticorp este montat pe un sistem termogravimetric cu cristal de cuarț extrem de sensibil, care vibrează la frecvența proprie. În prezența substanței anticorpul se auto-atașează la moleculele țintă, făcând ca masa cristalului de cuarț să sufere o reducere ce va fi măsurată de sistemul termogravimetric și care va conduce la modificarea frecvenței la care cristalul vibrează în mod natural. Anticorpul este foarte selectiv, reacționând doar cu o anume substanță, nu cu mai multe;

Imuno-senzori: Este o tehnică biochimică care face legătura între un antigen (antigeni) și anticorpul (anticorpi) omolog pentru a identifica și cuantifica antigenul/anticorpul în proba analizată;

Senzori chimici: Sunt receptori sintetici de înaltă selectivitate pentru detecția explozivilor, lucrând la nivel „ultra-urmă”, pe baza recunoașterii moleculare.[5],[6],[7]

Metode cromatografice: constau în separarea unui amestec gazos, antrenat de un gaz purtător printr-o fază staționară.

2.4 Depistarea și identificarea cu analiza termică diferențială

Tehnica de analiză termică diferențială (DTA), pentru depistarea și identificarea explozivilor este un procedeu simplu, care se poate desfășura într-un interval scurt de timp. Rezultatele analizelor pot indica cu exactitate existența transformării explozive și natura substanței sau a compușilor dacă avem de-a face cu un amestec, în limitele tehnologice date de aparatul respectiv.

Pentru înțelegerea noțiunilor generale și a tehnicii folosite în analiza termică diferențială, este prezentat principiul metodei și rezultate experimentale efectuate pe o gamă de materiale explozive.

2.4.1 Principiul analizei termice diferențiale

Toate tehnicile de analiză termică au aceleași principii generale. Proba de material analizat este plasată într-un mediu a cărui temperatură este reglată controlat.

Sistemul DTA folosește un principiu de măsurare dinamic. Acest instrument va măsura fluxul de căldură endo sau exoterma dintre probă și materialul de referință (entalpia).

În general aceste fluxuri de caldură sunt caracteristice schimbărilor chimice sau fizice din probă. Proba de test și un material inert de referință sunt încălzite simultan in aceeași atmosferă.

Schimbările ce apar în eșantion sunt controlate cu ajutorul unor dispozitive denumite termocuple, ce produc un curent electric proporțional cu schimbările chimice sau fizice survenite în eșantion. Curentul este amplificat electronic și trimis la un dispozitiv de ieșire, un înregistrator sau un calculator care este dotat cu un soft, în cazul nostru acest soft numindu-se Meavy.

Dispozitivul de ieșire trasează în mod direct curbele cu schimbările proprietății măsurate în funcție de temperatură, în timpul regimului dinamic sau în funcție de timp pentru regimul izoterm, astfel încât schimbările proprietăților studiate să devină imediat evidente.

Este o tehnică prin care temperatura unității de probă, formată din proba si un material de referință, este variată conform unui program de temperaturi bine stabilit iar diferența de temperatură a probei și a materialului de referință este măsurată ca o funcție de temperatură.

Reacțiile endotermice absorb caldura și în acest caz temperatura probei este mai mică decât cea a materialului de referință. Reacțiile exotermice emit căldură iar temperatura probei este mai mică decât cea a materialului de referință.

Analiza termică diferențială înregistrează diferența de temperatură dintre o substanță și un material de referință, inert din punct de vedere termic. Purtătorii eșantionului și materialului de referință sunt echipați cu un detector de temperatură, în mod normal termocuple conectate opus. Purtătorii eșantionului și referinței sunt reuniți la un disipator de căldură (în mod uzual un bloc sau o rondelă metalică) înconjurați de o singură sursă de căldură (cuptor) ce este capabilă să fie programată, astfel încât să se crească temperatura eșantionului și referinței cu o viteză prestabilită.

Analiza termică diferențială este o metodă folosită la scară largă pentru caracterizarea efectelor termice apărute în eșantioanele încercate. Această metodă este utilizată pentru determinarea unor efecte ca: topirea, tranzițiile polimorfe, deshidratarea, fierberea sau descompunerea. Poate fi de asemenea utilizată pentru a determina modul de evoluție al fazelor, valorile constantelor termo-chimice, determinarea purității substanțelor, a reactivității și stabilității amestecurilor lichide și solide.

Analiza termică diferențială este o metodă în care modificarea diferenței de temperatură dintre materialul de referință și materialul testat este analizată în timp ce ambele materiale sunt subiectele unei creșteri de temperatură.

Rezultatul măsurării este o funcție a diferenței de temperatură în funcție de timp. Formele tipice de semnal ce pot fi înregistrate în timpul măsurării sunt picurile și gradientele.Picurile de temperatură corespund proceselor termice însoțite de o absorbție sau degajare de căldură. Deoarece un proces exotermic (cu degajare de căldură) aduce eșantioanele la o temperatură mai mare decât cea a materialului de referință, picul de temperatură este orientat în sus. Această manifestare este tipică reacțiilor exoterme. Vârfurile sau picurile orientate în jos corespund unor procese endoterme (în care are loc o cedare de căldură) ca de exemplu: topirea, fierberea, tranziție de fază.

2.4.2 Rezultate ATD

În continuare se prezintă rezultatele experimentale obținute, la analizarea unei game de explozivi.

Hexogenul (RDX)

Pentrită (PETN)

Trinitrotoluenul (TNT)

Exploziv plastic pe bază de hexogen

2.5 Concluzii

Metodele de detecție și identificare a materialelor explozive folosite în prezent sunt mai mult decât satisfăcătoare și într-un număr destul de mare.

Această varietate se datorează diferitelor proprietăți chimice, fizice și specifice pe care materialele explozive le dețin.

Analizând metodele de identificare și principiile care se află în spatele funcționării lor, se poate observa cu ușurință dependența dintre proprietățile materialelor explozive și aceste metode.

În concluzie vor trebui identificate acele proprietăți ale materialelor explozive ce sunt necesare pentru realizarea detecției, dar care nu au legătură cu caracterul exploziv al materialelor.

Capitolul 3

Studiul proprietăților materialelor explozive ce pot fi simulate exploziv.

În acest capitol am urmărit analiza proprietăților fizice,chimice precum și a altor proprietăți specifice materialelor explozive. Scopul acestei analize este de a le evidenția pe cele necesare și utile în proiectarea unor simulanți explozivi, care să corespundă cu tehnicile de detecție a materialelor explozive și care să posede cât mai multe proprietăți ale acestora, păstrându-și însă caracterul de materiale neenergetice.

Materialele explozive reprezintă substanțe sau amestecuri de substanțe care, prin acționarea asupra lor cu un stimul exterior, produc o reacție ce degajă o cantitate mare de căldură, în timp scurt și cu creșteri bruște de presiune și temperatură. Datorită faptului că materialele explozive se împart în mai multe clase și suferă transforări explozive diferite, determinarea anumitor proprietăți specifice materialelor explozive se face într-o manieră diferită de la un material la altul.

3.1 Proprietăți ale materialelor explozive

TNT(Trotilul)

Trotilul pur este compusul chimic 2, 4, 6 trinitrotoluenul , este solid, cristalizat în sistem romboedric, incolor, resturile de impurități îi conferă culoarea galbenă, se topește la 80,80C, are duritatea cristalului de 1,2 pe scara Mohr între talc și gips și densitatea reală de 1,654 g/cm3. Densitatea în stare lichidă scade la 1,46 g/cm3, iar vâscozitatea are 13,9 centipoise la 850C și 9,5 centipoise la 1000C.

Figura 3.1 Formula structurală Figura 3.2 Fulgi de TNT

[https://ro.wikipedia.org/wiki/Trinitrotoluen#/media/File:Trinitrotoluene.svg]

[https://ro.wikipedia.org/wiki/Trinitrotoluen#/media/File:TNT_flakes.jpg]

Produsul este practic insolubil în apă, 0,15% la 1000C și 0,01% la 00C, dar se dizolvă bine într-o serie de solvenți organici uzuali.

Produsul supus la presiuni de 200, 350, 700, 1050, 1400 și 3500 bari se compactizează ușor, obținându-se densități de 1,34; 1,47; 1,51; 1,55 și 1,60 g/cm3. Lumina nu îl descompune ci doar îl închide la culoare concomitent cu creșterea nesemnificativă a sensibilității.

Ca toți nitroderivații rezistă bine la temperatură, încălzit la 1500C nu s-a descompus nici după 40 de ore, dar peste 2400C se poate inflama spontan și arde cu flacără dacă grosimea stratului este mai mică de 5 cm sau nu prezintă confinare. Deoarece diferența între temperaturile de topire și autoinflamare, 295 – 3000C, este importantă, explozivul standard prezintă cea mai mare siguranță la încărcarea prin turnare.

RDX(Hexogenul)

Hexogenul pur este un produs solid, incolor, cu cristale ortorombice, ce au densitatea de 1,82 g/cm3, duritatea de 2,5 pe scara Mohr și se topesc la 204o C cu ușoară.

Compusul chimic este practic nehigroscopic, puțin solubil în apă dar solubil în acetonă.

Figura 3.3 Formula structurală Figura 3.4 Cristale de RDX

[http://www.prvaiskra-namenska.com/explosives/hexogen.html]

Fără tasare produsul are 1,10 g/cm3 și în urma comprimării la presiuni de 350; 1400; 2100; 3500 bari se obțin densități de 1,52; 1,68; 1,70 respectiv 1,72 g/cm3.

Din punct de vedere al stabilității la temperatură, ciclonita se apropie de trotil deși mecanismul descompunerii este total diferit pentru cele două substanțe.

În mediu acid diluat este relativ stabil, dar este descompus de acizii sulfuric și azotic. cu concentrații de peste 70%; împreună cu difenilamina în mediu sulfuric produce o colorație de bleu intens. La acțiunea bazelor, rezistența explozivului este redusă; astfel soda, chiar în soluție slabă îl distruge.

Ca majoritatea nitraminelor, hexogenul nu reacționează cu metalele, dar este relativ toxic, drept pentru care nu trebuie ingerat sau inhalat deoarece produce deranjamente gastrointestinale și renale, are acțiune nocivă asupra sistemului nervos.

PETN(Pentrita)

Tetranitratul de pentaeritrină este o substanță cristalizată, sub formă de prisme, mai mult sau mai puțin lungi, incolore (în cantitate de peste câteva zeci de miligrame este albă), are densitatea cristalelor de 1,77 g/cm3, iar cea aparentă, fără tasare de 1,1 g/cm3.

Figura 3.5 Formula structurală Figura 3.6 Cristale de PETN [https://en.wikipedia.org/wiki/Pentaerythritol_tetranitrate#/media/File:PETN.svg]

[https://en.wikipedia.org/wiki/Pentaerythritol_tetranitrate#/media/File:Pentaerythritol_tetranitrate_04.JPG]

Cristalele au duritate de 1,9 pe scara Mohr, se topesc începând să se descompună la 141,4o C – produsul pur și presate la 2800 bari se compactează bine, obținându-se 1,74 g/cm3 (valoarea maximă a densității ce se poate obține prin presare).

Pentrita este nehigroscopică, practic insolubilă în apă, puțin solubilă în alcool, eter și benzen, solubilă în acetat de metil și acetonă și formează cu trotilul, la 76oC, un eutectic ce conține 13% PETN și 87% TNT.

Ea este relativ stabilă în mediu alcalin, rezistă bine la acțiunea sodei la 50o C. Din contră, la acțiunea acizilor se descompune, în special al celui azotic când are concentrații cuprinse între 65 și 80%. La concentrații mai mici de 65% sau mai mari de 80% fenomenul de oxidare este mult diminuat.

În prezența umidității pentrita reacționează ușor cu aluminiu după o perioadă mare de depozitare, mai greu cu fierul, cuprul, alama, magneziul, aliajele magneziu-aluminiu, dar nu atacă oțelurile inoxidabile. În stare uscată este perfect compatibilă cu toate metalele.

Acest ester nitric nu este toxic pentru organismele vii, fiind totodată utilizat în industria farmaceutică ca un hipotensor activ. Se consideră totuși că peste 1,669 mg/kg, administrată pe cale orală, devine toxic pentru om.

NG(Nitroglicerina)

Nitroglicerina, NG, la temperaturi peste 8o C este lichidă, galbenă cu densitate de 1,6 g/cm3 la 25o C și are vâscozități de 69,2; 36; 21; 9,4 și 6,8 centipoise la temperaturi de 10, 20, 30, 50 și respectiv 60o C produsul cristalizează sub o formă stabilă, iar la 22o C sub o formă labilă.

Figura 3.7 Formula structurală Figura 3.8 NG lichidă

[https://en.wikipedia.org/wiki/Nitroglycerin#/media/File:Nitroglycerin.svg]

[http://tracefireandsafety.com/VFRE-99/Recognition/High/Nitro-3.jpg]

În stare cristalizată, sensibilitatea este mai mare, dar această caracteristică pare a fi mai importantă când există cristale și lichid situație în care, datorită frecărilor interne esterul are o mare susceptibilitate spre detonație. Din aceste considerente produsul industrial, care cristalizează la 8o C se păstrează la minimum 12o C.

La 40o C începe să degaje un miros caracteristic, temperatură ce marchează și o creștere a sensibilității, la 145o C fierbe, iar volatilitatea la 60o C este de 0,11 mg/cm2/oră.

În prezența acidului sulfuric concentrat nitroglicerina se descompune cu formare de acid azotic; în prezența mercurului dă naștere la vapori de hipoazotidă, apa o hidrolizează ușor, iar sulfura de sodiu o descompune cu mare degajare de căldură.

Stabilitatea la căldură este limitată; acceptabilă când substanța este pură și menținută la temperaturi ordinare, dar net insuficientă la 75o C. Descompunerea se face autocatalitic și produce acizi ce nu sunt compatibili cu produsul.

Esterul nitric este un puternic vasodilatator al tuturor arterelor, având efect hipotensiv, producând deranjamente stomacale și dureri de cap localizate în zona frontală. Aceste migrene se pot combate cu cofeină, cafea și aspirină. Accesul în organismul uman se poate face pe cale pulmonară, sau cutanată și de aceea se recomandă ca limita accesibilă în aer să fie 2 mg/m3 și utilizarea manușilor de protecție corespunzătoare.

Intoxicațiile cu doze letale pot apare doar în caz de supradozaj medicamentos sau de injecții accidentale.

C4

Compoziția C4 se prezintă sub forma unui material plastic, de culoare albă murdar până la crem. Densitatea teoretică maximă a amestecului este 1,75 g/cm3 cu o densitate de încărcare de 1.72 g/cm3.

Figura 3.9 Bloc de exploziv plastic, tip C4

[http://www.eurenco.com/content/explosives/demolition-breaching/conventional/explosive-blocks/c4/]

Căldura de formare este cuprinsă între -32,9 la -33,3 cal/g. Căldura maximă de detonație pentru C4 cu apa sub formă lichidă este de 1,59 k cal/g iar cu apa sub formă de vapori este de 1,40 kcal/g. Compoziția C4 își păstrează proprietățile de plasticitate la temperaturi cuprinse între -57°C și +77°C fără să apară exudarea în această gamă de temperaturi. Această compoziție explozivă este considerată ca foarte satisfăcătoare în toate aplicațiile de demolare și a înlocuit în întregime celelalte compoziții C.

Compoziția C4 este fabricată prin amestecarea RDX în apă caldă într-un recipient din oțel inoxidabil și urmată de adăugarea liantului plastic. Masa obținută este amestecată până se obține omogenizarea corespunzătoare. Amestecul este apoi uscat în curent de aer cald la temperaturi cuprinse între 50°C la 60°C. După o perioadă de 16 ore de uscare se reduce conținutul de umiditate sub 0,25 %.

Compoziția C4 nu este aprinsă la testul frecării cu pendulul și reacționează după 5 secunde la temperaturi cuprinse între 263°C la 290°C. Masa minimă a încărcăturii de inițiere este de 0,20 g de azidă de plumb sau 0,1 g de tetril.

Rezultatele testului efectuat la 100°C sunt: 0,13% pierdere în greutate în primele 48 de ore și fără pierdere de masă în următoarele 48 de ore, fără explozie în următoarele 100 de ore. La testul de stabilitate la vacuum se degajă 0,2 cm3 de gaze în 40 de ore de solicitare. Compoziția C4 este nehigroscopică.

SEMTEX

Semtexul este un exploziv plastic care conține pe lângă RDX și PETN.Este asemănător cu alți explozivi plastici, în special cu C4, în sensul că este la fel de maleabil, dar este utilizabil într-o gamă de temperaturi mai largă: de la -40 la + 60 °C; este de asemenea rezistent la apă.

Există o diferență de aspect între cele două compoziții explozive. C4 este de culoare albă iar Semtex este roșu sau cărămiziu.

Figura 3.10 Bloc de exploziv plastic, tip SEMTEX

[http://www.mondial-defence.com/ProductDetails.aspx?ProductID=215#prettyPhoto/0/]

Pulbere neagră

Pulberile negre sunt amestecuri eterogene solide de azotat de potasiu (salpetru, KNO3) sau uneori de azotat de sodiu, de sulf și cărbune (în general cărbune de lemn sau lignit), aceste materii prime fiind mărunțite fin și amestecate intim.Optimul proprietăților explozive se pare că se găsește pentru compoziții în jur de 75% azotat de potasiu 15% cărbune și 10 % sulf. Pentru pulberile ce ard foarte lent, conținutul de sulf poate fi majorat până la 20%, iar cel de cărbune până la 18%, proporția de KNO3 scăzând până la 62%.

Trebuie mențioat că azotatul de poatasiu are rolul de oxidanat, cărbunele și sulful de carburanți: în plus sulful îndeplinește și rolul de liant și sensibilizator.

[http://www.slice-of-the-moon.com/item/black-mica-dark-black-mica/dark-black-mica-powder-1oz-bla/lid=5763466]

Aspectul și culoarea pulberii negre, culoare ce variază de la un cenușiu brun până la negru cu nuanțe albăstrii (în funcție de compoziția sa chimică și tipul cărbunelui de lemn folosit) permit identificarea rapidă. Luciul granulelor este mat și nu trebuie să lase urme la frecarea acestora pe hârtie. Densitatea absolută este cuprinsă între 1,55 și 1,75 g/cm3 dar densitățile aparente (gravimetrice) nu pot fi mai mari de 0,95 – 0,98 g/cm3.

Pulberea neagră este higroscopică, lucru deloc curios dată fiind compoziția sa; umiditatea sa de echilibru în clima țării noastre este cuprisă între 1 și 1,4% în funcție de compoziție. O pulbere neagră cu 0,1% umiditate, sfărâmată într-un mojar de lemn dur va absorbi umiditatea lemnului.

În prezența unui exces de apă, azotatul de potasiu se dizolvă ușor; este deci posibil a distruge cu ușurință reziduurile prin spălare, iar o bună măsură de securitate în atelierele de fabricație este de a păstra solul stropit în permanență cu apă.

3.2 Concluzii

În continuare în tabelul 3.1, sunt prezentate câteva din proprietățile relevante ale materialelor explozive care au fost prezentate în subcapitolul anterior.

Tabel 3.1 Proprietățile explozivilor solizi, plastici și lichizi

Capitolul 4

Studiul caracteristicilor constructive și funcționale ale dispozitivelor explozive improvizate și elementelor componente ale acestora ce pot fi simulate.

Proiectarea și realizarea simulanților explozivi sau a simulanților dispozitivelor explozive improvizate nu se poate realiza fără o trecere rapidă în vedere a principiilor utilizate pentru construcția DEI.

Scopul acestui capitol este de a pune în evidență o serie de caracteristici constuctive și funcționale ale DEI precum și a elementelor ce se află în componența sa.

Un DEI reprezintă un complet fabricat sau amplasat într-o manieră improvizată, ce conține diferite materiale chimice periculoase utilizate pentru a genera efecte distructive, letale, toxice și incendiare. Scopul acestui dispozitiv este de a provoca distrugerea materialelor, incapacitarea persoanelor și perturbarea activităților acestora.[8],[9],[10]

DEI poate să conțină materiale explozive, muniții sau elemente de muniții cu destinație militară, dar de cele mai multe ori conțin materiale explozive ușor de fabricat într-o manieră improvizată.[8],[9],[10]

Folosirea dispozitivelor explozive în actele teroriste este preferată din următoarele motive:

explozivii au putere mare de distrugere;

sunt relativ ușor de confecționat;

presupun costuri reduse;

implică o diversitate a mecanismelor de inițiere;

denotă ușurință în ascunderea și amplasarea acestora.

Depistarea explozivilor și a DEI poate fi realizată prin cunoașterea:

elementelor constructive din compunerea DEI (organizare, funcționare, dimensiuni, materiale folosite);

principiilor de funcționare.[8],[9],[10]

4.1 Principii constructiv – funcționale

Concepția,organizarea și modul de funcționare a dispozitivelor explozive improvizate depind de:

tipul, natura și calitatea materialelor și componentelor utilizate;

dimensiunile, forma, natura containerului sau a obiectului folosit la disimulare;

destinația și tipul obiectivului ce urmează a fi distrus;

timpul avut la dispoziție de plasare a dispozitivului exploziv artizanal la obiectiv.

Un dispozitiv exploziv improvizat alcătuit dintr-o încărcătură explozivă, un mijloc de amorsare (inițiere) și un înveliș de protecție (sau fără înveliș), asamblate astfel încât inițierea exploziei să se producă la comandă, în urma unei acțiuni exterioare, automat după expirarea unei durate de timp prestabilit sau la modificarea unei stări a sistemului. Suplimentar, DEI pot fi prevăzute și cu alte dispozitive, cum ar fi:

– dispozitive de siguranță la manevrare și transport, care funcționează până în momentul amplasării DEI la obiectiv;

– dispozitive de siguranță la dezamorsare, cunoscute sub denumirea de "capcană".[8],[9],[10]

4.1.1 Rolul constructiv și funcțional al părților componente

Încărcătura explozivă

Rolul funcțional al încărcăturii explozive, este evident suportul material al obținerii efectelor distructive urmărite de către atentator.

Efectele distructive ale încărcăturii de exploziv constau în:

– efectele prin suflu sau generarea unei unde de șoc în aer;

– propulsia de schije și fragmente (primare și/sau secundare);

– efectele incendiare.

Efectele prin suflu sunt produse de către unda de șoc care acționează asupra forței vii și diverselor obiective până la anumite distanțe, prin traumatisme grave, de cele mai multe ori incompatibile cu viața, precum și importante distrugeri materiale.

Efectele prin schije și fragmente pot fi amplificate prin introducerea în organizarea DEI a unei cantități suplimentare de fragmente (fragmente metalice, din sticlă, pietre), care se adaugă la schijele produse ca urmare a exploziei, prin fragmentarea containerului DEI și a materialelor din vecinătatea acestuia.

Efectele incendiare constau în aprinderea materialelor inflamabile din zona învecinată exploziei, ca urmare a temperaturii produșilor de explozie, sau a scânteilor produse de lovirea schijelor de elementele metalice posibil existente în zonă.

Încărcătura explozivă reprezintă principala componentă a unui DEI și constituie suportul material al obținerii efectelor distructive scontate. Aceasta este realizată sub diferite forme, din explozivi fabricați industrial, cât și explozivi improvizați. Preponderent sunt utilizați explozivi cu destinație militară sau comercială, precum și explozivi plastici, lichizi, paste, geluri. [8],[9],[10]

Dispozitivul de amorsare/inițiere

Dispozitivul de amorsare/inițiere constituie un element esențial în construcția și funcționarea oricărui DEI. Dispozitivul de inițiere constă în capse detonante, care sunt dificil de realizat artizanal, fiind folosite cele comerciale sau militare. Sistemele de declanșare cel mai des întâlnite pot fi: electrice, chimice, mecanice, de fricțiune, de apăsare și combinate.

Schema bloc a unui dispozitiv de amorsare poate fi prezentată cu titlu de exemplu în figura de mai jos.

Figura 4.1 – Schema unui dispozitiv de amorsare

Cauze: acțiuni exterioare simple (impulsuri inițiale), care constau în diferite forme de energie;

Sistem de inițiere: ansamblu de elemente constructiv-funcționale ce recepționează, amplifică și transformă acțiunea exterioară simplă (impulsul inițial) în semnal de inițiere;

Efect: transformarea semnalului de amorsare în impuls de inițiere a încărcăturii de exploziv.

Dispozitivul de amorsare, reprezintă un ansamblu esențial de elemente constructiv-funcționale de natură mecanică, electrică, electronică, care recepționează, amplifică și transformă impulsul inițial în semnal de amorsare-inițiere instantanee, la comandă sau automat, a încărcăturii de exploziv.[8],[9],[10]

Dispozitivul de inițiere se compune din capsă detonantă și un dispozitiv de inițiere a acestuia ce poate fi:

mecanic, prevăzut cu capsă detonantă la percuție și cu mecanism de percuție ce acționează la aplicarea unei forțe sau acțiuni exterioare, exercitat prin apăsare, tracțiune, împingere, ridicarea unei sarcini, sau automat;

electric, prevăzut cu capsă detonantă electrică, sursă de energie electrică, dispozitiv electric sau electronic ce acționează la forțe sau acțiuni exterioare, la comandă (mecanic, electric, radio, laser) sau automat;

pirotehnic, prevăzut cu capsă detonantă pirotehnică, întârzietor pirotehnic și mijloace de aprindere;

special, prevăzut cu capsă detonantă și dispozitivul acesteia de inițiere, care funcționează pe baza aplicării fenomenelor fizice (electromagnetice, electrostatice, termice, magnetice, piezoelectrice, barometrice, acustice, optice) sau chimice (reacții de corodare, exoterme).[8],[9],[10]

Dacă din punct de vedere al încărcăturii explozive, gama opțiunilor este limitată la gama relativ redusă a explozivilor existenți fabricați industrial sau improvizați, în cazul dispozitivului de amorsare, gama opțiunilor constructiv-funcționale ce pot fi adoptate de către atentator la construcția DEI, este practic nelimitată.

Ținând cont de faptul că pentru inițierea detonației explozivilor se folosesc de regulă, capse detonante, semnalul de inițiere nu reprezintă altceva decât închiderea circuitului electric în cazul utilizării capselor detonante electrice, aprinderea fitilului de amorsare al capsei detonante pirotehnice sau inducerea unui șoc pentru inițierea unei capse la percuție.

Dispozitivul de siguranță contra dezamorsării

Dispozitivele de siguranță contra dezamorsării (capcană) au rolul de a determina funcționarea DEI în cazul în care acesta a fost descoperit înainte de a funcționa și se încearcă dezamorsarea sa manual. De cele mai multe ori, “capcana” nu constituie altceva decât o dublare a dispozitivului de inițiere, în unele cazuri chiar substituindu-l pe acesta din urmă.[8],[9],[10]

În conceperea și realizarea “capcanelor”, se exploatează aceleași acțiuni exterioare ca și în cazul dispozitivelor de amorsare. Se poate spune deci că, dispozitivul de siguranță contra dezamorsării, este de fapt un dispozitiv de amorsare suplimentar.

Dispozitivul de siguranță la manipulare și transport

Siguranțele la manipulare și transport, sunt concepute și realizate de către atentator pentru a putea transporta și amplasa în siguranță DEI la obiectiv. După amplasarea dispozitivului exploziv artizanal, atentatorul înlătură aceste siguranțe, ceea ce face ca DEI să fie activat și în măsură să funcționeze.[8],[9],[10]

În practică, siguranțele la manipulare și transport, sunt realizate pe structura dispozitivului de inițiere, nefiind altceva decât “comutatoare” ce “permit” sau “interzic” accesul acțiunii exterioare spre sistemul de amorsare, sau “blochează” calea semnalului de inițiere.

Învelișul

Reprezintă structura mecanică ce asigură asamblarea celorlalte elemente componente ale DEI, asigurându-le interacțiunea, buna funcționare și protecția. De regulă, învelișul are un aspect aparent inofensiv, asigurând practic mascarea necesară. În unele cazuri, acest înveliș nu există iar suportul mecanic al componentelor DEI îl constituie chiar încărcătura de exploziv.[8],[9],[10]

Învelișul poate fi din diverse metale, mase plastice, lemn, materiale ceramice sau combinații din acestea, cu aspecte diferite, putând participa prin fragmentare la mărirea efectului prin schije.

Combinația dintre încărcătura de exploziv, înveliș și celelalte elemente se poate prezenta în diferite configurații, iar efectele produse la explozie sunt:

efectul de distrugere a mediului din apropierea centrului exploziei, datorat undei de șoc și temperaturii de explozie;

efectul de perforare, străpungere, deteriorare a diferitelor medii, datorat proiectării cu viteze mari a fragmentelor rezultate din dezmembrarea componentelor DEI și ale celor rezultate din mediul sfărâmat;

efectul de incendiere a unor materiale ușor inflamabile;

efecte letale, de rănire, psihologice asupra oamenilor.

4.2 Disimularea DEI

Modalitățile de amplasare a DEI, precum și de transport a acestora sunt foarte variate.Dintre acestea cele mai des utilizate, sunt următoarele:

trimiterile poștale (plicuri, colete explozive);

obiecte minate;

diferite obiecte care au spațiul necesar;

autovehicule mină “capcană”;

animale;

oameni.

În continuare sunt prezentate câteva configurații de DEI, care sunt mai des întâlnite.

În Figura 4.2, este prezentat un dispozitiv exploziv improvizat camuflat într-o cutie. La deschiderea cutiei, izolatorul de lemn dintre cele două fire electrice este smuls, se închide circuitul electric al DEI, dându-se astfel semnalul de alimentare a capsei detonante.

Figura 4.2 Dispozitiv exploziv improvizat

[http://www.globalsecurity.org/military/intro/ied.htm]

În Figura 4.3, este prezentat un dispozitiv exploziv improvizat camuflat într-o geantă. Inițierea exploziei se poate face în mai multe moduri: la expirarea timpului fixat pe ceasul mecanic, la deschiderea genții sau la ridicarea acesteia de pe sol,de către un micro-întrerupător care la ridicarea genții acționează și poate iniția explozia DEI.

Figura 4.3 Dispozitiv exploziv improvizat

În Figura 4.4, este exemplificată construcția și modul de camuflare a unui dispozitiv exploziv artizanal într-o carte. Acesta conține un baton de dinamită, ca sursă de alimentare o baterie și doi conductori metalici aflați în contact care în momentul deschiderii cărții, întrerup un circuit electric, transmițându-se astfel semnalul de alimentare a capsei detonante.

Figura 4.4 Dispozitiv exploziv improvizat

În figura 4.5, este exemplificată construcția unui dispozitiv exploziv improvizat format din doi calupi de C4 și un telefon. La primirea unei comenzi (apel telefonic sau mesaj) sau setat la un anumit timp,cei doi calupi de exploziv care sunt conectați la telefon primesc impulsul(electric sau mecanic) necesar pentru inițierea lor.

Figura 4.5 Dispozitiv exploziv improvizat

[http://www.celesteprize.com/_files/opere/2013_63225_196680.jpg]

4.3 Concluzii

Analizând structura și caracteristicile unui DEI, se poate observa că este imposibilă confecționarea unui astfel de dispozitiv fără a avea în compunerea sa un material exploziv.

În acest caz, la producerea unui simulant de tipul DEI, se poate reface în totalitate configurația unui DEI, cu rezerva că toate materialele explozive care s-ar afla în componența sa vor fi defapt înlocuite cu simulanți explozivi.

Datorită gamei de simulanți explozivi de care se dispiune la momentul actual se pot reface nenumărate configurații de DEI și într-o manieră cât mai apropiată de cea reală.

Faptul că simulanții explozivi sunt materiale inerte și că sunt folosiți în conceperea de simulanți de tip DEI oferă un mijloc simplu și rapid, precum și un mediu sigur de desfășurare a antrenamentelor personalului, calibrării aparatelor și a altor operațiuni legate de detecția materialelor explozive.

Capitolul 5

Proiectarea și realizarea simulanților explozivi solizi, plastici și lichizi.

În urma analizării proprietăților fizice, chimice și specifice ale materialelor explozive, precum și a conceptelor și rețetelor existente de simulanți explozivi, am considerat optimă proiectarea simulanților explozivi de tipul contaminați. Acest tip de simulant conține materiale explozive în proporții mici și materiale inerte cu proprietăți necesare ale materialelor explozive, care să se plieze cât mai bine pe principiile și tehnicile folosite în detecție.

5.1 Proiectarea simulanților explozivi

Simulanții explozivi sunt amestecuri de mai multe substanțe. În vederea obținerii unor caracteristici fizice, chimice și de performanță, acest amestec trebuie să fie omogen. Pentru a asigura omogenitatea amestecului și realizarea unui produs calitativ, trebuie să se respecte și să se parcurgă mai multe etape succesive.

Pentru prepararea unui simulant exploziv sunt necesare următoarele operații:

pregătirea componenților;

prepararea amestecului pirotehnic (amestecarea, granularea, uscarea etc);

finisarea amestecului (uscarea, sortarea granulometrică etc).

Figura 5.1 Schema globală a procesului de fabricație a unui simulant exploziv

Simulanții explozivi pe care îi vom realiza sunt de tipul contaminați. Analizând alte rețete și principiul de bază al simulanților contaminați am ajuns la următoare schemă generală a componenților unui simulant exploziv contaminat.

Figura 5.2 Schema generală a componenților unui simulant exploziv contaminat

Materialul exploziv folosit are rolul de contaminant și de cele mai multe ori este chiar materialul pe care simulantul exploziv îl simulează.

Materialul inert reprezintă o substanță fără proprietăți explozive, dar care are proprietăți fizice și chimice necesare pentru anumite principii și metode de detecție. Totodată acest material trebuie să fie compatibil cu celelalte materiale folosite și să nu îngreuneze procesul de fabricație.

În urma analizării proprietăților fizice și chimice pe care le deține am ales ca material inert lactoza.

Lactoza este o substanță ce se găsește sub formă de pulbere cristalină incoloră și are formula chimică C12H22O11. În cantități mai mari aceasta devine albă. Este un material ce are un Z efectiv apropiat de cel al materialelor explozive și este ușor de procurat.

Pentru a obține la sfârșitul procesului de fabricație o compoziție chimică omogenă, pentru a proteja componenții de acțiunea mediului exterior sau de alte agresiuni, se utilizează lianții. Liantul pe care am ales să îl folosim este iditolul.

Iditolul este o rășină sintetică preparată prin condensarea fenolului în exces de formaldehidă, în prezența unui catalizator acid (HCl).Produsul său inițial de condensare și anume dioxidifenilmetanul, se transformă prin încălzire în rășină. Pentru iditol este foarte probabilă formula C48H42O7, iar masa volumică este 1.25…1.30 g/cm3.

Iditolul se dizolvă bine în alcool etilic, practic nu se dizolvă în hidrocarburi și uleiuri minerale. Este stabil față de apă, acizi, amoniac și soluții alcaline diluate.

Adaosurile tehnologice, în funcție de simulantul confecționat și de proprietățile pe care simulantul trebuie să le dobândească, pot fi plastifianți, cauciuc, coloranți etc.

În cazul simulantului exploziv pentru pulberea neagră, am descoperit că datoriă proprietăților sale fizice și chimice, poate fi folosit și zahărul ca material inert.

Zahărul are formula chimică CnH2nOn (cu n cuprins intre 3 și 7),glucoza având n=6. Acesta se găsește sub formă de cristale și poate fi transformat în pulbere foarte ușor. Ca și lactoza, zahărul are un Z efectiv apropiat de cel al materialelor explozive.

În cazul realizării simulantului pentru nitroglicerină, am încercat dizolvarea a două pulberi diferite în mai mulți alcooli. După ce am acordat suficient timp pentru realizarea dizolvării, am observat că una din pulberi are tendința de a nu se dizolva complet în nici unul din alcoolii folosiți. Cealaltă pulbere, o pulbere cu dublă bază ce conține și nitroglicerină, s-a dizolvat complet în alcool metilic absolut și în acetonă.

5.2 Realizarea simulanților explozivi solizi, plastici și lichizi

În urma proiectării simulanților, am trecut la confecționarea acestora și am obținut următoarele rezultate:

Figura 5.3 Simulant TNT

Tabel 5.1 Compoziție chimică simulant TNT, tip pulbere

Figura 5.4 Simulant RDX

Tabel 5.2 Compoziție chimică simulant RDX, tip pulbere

Figura 5.5 Simulant PETN

Tabel 5.3 Compoziție chimică simulant PETN, tip pulbere

Figura 5.6 Simulant C4

Tabel 5.4 Compoziție chimică simulant exploziv plastic, tip C4

Figura 5.7 Simulant SEMTEX

Tabel 5.5 Compoziție chimică simulant exploziv plastic, tip SEMTEX

Figura 5.8 Simulant pulbere neagră (varianta 1)

Tabel 5.6 Compoziție chimică simulant pulbere neagră (varianta 1)

Figura 5.9 Simulant pulbere neagră (varianta 2)

Tabel 5.7 Compoziție chimică simulant pulbere neagră (varianta 2)

Figura 5.10 Simulant nitroglicerină (varianta 1)

Tabel 5.8 Compoziție chimică simulant lichid, tip nitroglicerină (varianta 1)

Figura 5.11 Simulant nitroglicerină (varianta 2)

Tabel 5.9 Compoziție chimică simulant lichid, tip nitroglicerină (varianta 2)

5.3 Concluzii

În urma realizării simulanților explozivi, am ajuns la următoarele concluzii:

procesul de fabricație a simulanților este unul simplu;

simulanții explozivi de tipul contaminați pe care i-am obținut, au caracteristicile fizice dorite;

materialele folosite în procesul de fabricație trebuie să fie calitative și să aibă proprietăți fizice și chimice corespunzătoare;

proprietățile materialelor folosite influențează omogenitatea și caracteristicile produsului finit.

Capitolul 6

Elaborarea specificației de dezvoltare a trusei cu simulanți explozivi.

Această specificație de dezvoltare se utilizează pentru fabricarea, testarea și evaluarea produsului „Trusă cu simulanți explozivi solizi, plastici și lichizi” faza Model experimental.

Trusa cu simulanți explozivi este destinată instruirii, antrenamentului operatorilor și testării în condiții de siguranță a sistemelor de detecție, depistare sau identificare a materialelor și dispozitivelor explozive.

Trusa cu simulanți explozivi – TSE este un ansamblu de simulanți explozivi dispuși într-un container de transport și depozitare.

Simulanții explozivi sunt materiale fără proprietăți explozive, materiale nepericuloase care pot fi mânuite fără a întreprinde măsuri speciale de siguranță. Simulanții explozivi imită explozivii în termeni de aspect macroscopic, culoare, textură, formă, densitate de încărcare, număr atomic efectiv, proprietăți de transmitanță la raze X, maleabilitate.

Simulanții explozivi se mai întâlnesc sub numele de NESTT – Non-Hazardous Explosives for Security Training and Testing.

TSE va putea fi depozitată, transportată și utilizată la testare, antrenament sau instrucție în intervalul de temperatură -20 0C la +52 0C.

La baza fabricării, testării și evaluării produsului stă algoritmul de proiectare a compozițiilor chimice ale simulanților, planul de testare-evaluare de dezvoltare, precum și prezenta specificație de dezvoltare.

Caracteristicile tehnice principale ale TSE sunt prezentate în continuare.

Tabel 6.1 Componentele TSE

Tabel 6.2 Caracteristici tehnice generale

Tabel 6.3 Caracteristici fizice

Tabel 6.4 Caracteristici chimice simulanți

Tabel 6.5 Caracteristici de performanță

Siguranța activităților de instruire, antrenament și utilizarea acestora în vederea depistării și identificării materialelor explozive va fi asigurată prin lipsa comportamentului exploziv al simulanților explozivi.

Utilizarea TSE este permisă oricărei categorii de persoane, TSE fiind recomandată pentru instruire și antrenament. Cu toate acestea în cazul utilizării echipamentelor de detecție și identificare ca de exemplu a truselor colorimetrice, echipamentelor de spectrometrie a ionilor mobili și a echipamentelor de control tehnic antiterorist cu raze X este necesară instruirea specializată a persoanelor care va opera cu aceste sisteme de depistare și detecție.

Cerințele de siguranță de performanță și funcționale se verifică prin următoarele teste și încercări:

Pentru verificarea caracteristicilor TSE, prevăzute în prezenta specificației de dezvoltare, se efectuează următoarele teste și evaluări:

Determinarea comportamentului la temperatură a materialelor explozive de comparație prin analiză termică diferențială.

Determinarea aspectului general al materialelor explozive de comparație.

Determinarea comportamentului la temperatură a simulanților explozivi prin analiză termică diferențială.

Determinarea aspectului general al simulanților explozivi.

Determinarea dimensiunilor simulanților încărcături explozive.

Determinarea densității de încărcare a simulanților încărcături explozive.

Determinarea comportamentului simulanților încărcăturilor explozive la acțiunea undelor de șoc generate la detonația capselor detonante.

Verificarea configurației TSE.

Verificarea capacității de simulare a materialelor explozive și posibilitatea identificării cu ajutorul truselor colorimetrice și echipamentelor spectrometria ionilor mobili (IMS).

Verificarea capacității de simulare a încărcăturilor explozive și a simulanților capse detonante cu ajutorul echipamentelor de control tehnic antiterorist cu raze X.

Verificarea capacității de utilizare a simulanților încărcături explozive și a simulanților capse detonante pentru instruirea și antrenarea operatorilor.

Specificația de dezvoltare completă se găsește în Anexa 1.

Capitolul 7

Elaborarea planului de testare-evaluare de dezvoltare a trusei cu simulanți explozivi.

Trusa cu simulanți explozivi solizi, plastici și lichizi – TSE este destinată instruirii, antrenamentului în condiții de siguranță și testării sistemelor de detecție sau identificare a materialelor și dispozitivelor explozive.

Trusa este destinată pentru facilitarea instruirii operatorilor în condiții de siguranță și a cunoașterii proprietăților fizice ale materialelor explozive. Suplimentar, trusa permite instruirea în vederea utilizării mijloacelor și tehnicilor de detecție cu raze X dar și a urmelor de explozivi, ca de exemplu a truselor colorimetrice de depistare și identificare explozivi, a echipamentelor de spectrometrie a ionilor mobili (IMS).

Obiectivul fundamental al acestui plan de testare – evaluare de dezvoltare este să demonstreze că trusa cu simulanți explozivi solizi, plastici și lichizi – TSE , precum și elementele sale componente, adică simulanții explozivi care sunt incluși în completele TSE îndeplinesc cerințele de siguranță și performanță precizate în specificația de dezvoltare.

Obiectivele specifice ale planului de testare – evaluare de dezvoltare derivă din componența TSE și constau în testarea și evaluarea în două direcții diferite după cum urmează.

Determinarea proprietăților fizice, de sensibilitate, reactivitate și comportamentul la stimuli termici (temperatură) și mecanici (undă de șoc), astfel încât să se dovedească experimental că simulanții explozivi nu au caracter exploziv.

Determinarea performanțelor simulanților explozivi în cadrul testelor de verificare a echipamentelor de depistare și detecție a explozivilor, precum și în exercițiile de antrenament ale operatorilor.

Conform prezentului plan de testare – evaluare de dezvoltare, scenariile utilizate pentru verificarea siguranței și performanțelor simulanților explozivi din completele trusei cu simulanți explozivi solizi, plastici și lichizi – TSE sunt următoarele:

Planul de testare-evaluare complet se găsește în Anexa 2.

Capitolul 8

Studiul experimental al caracteristicilor fizice, chimice, de performanță și siguranță ale simulanților explozivi.

În urma proiectării și realizării simulanților explozivi, am obținut o serie de simulanți explozivi contaminați, care după cum s-a putut observa în capitolul V, deja dobândesc unele caracteristici ale explozivilor pe care îi simulează.

Pentru a observa însă caracateristicile chimice, de performanță, de siguranță și dacă simulanții explozivi reușesc să simuleze proprietăți ale materialelor explozive, ce sunt legate de principiile și metodele de detecție, acestea au fost supuse următoarelor teste:

Analiza termică diferențială;

Identificarea cu ajutorul trusei colorimetrice;

Identificarea cu ajutorul aparatelor cu raze X.

8.1 Analiza termică diferențială

În continuare sunt prezentate graficele ATD și rezultatele obținute pentru fiecare simulant.

nEx-TNT

Figura 8.1 Termograma nEx-TNT

Tabel 8.1 Rezultatele ATD pentru nEx-TNT

nEx-RDX

Figura 8.2 Termograma nEx-RDX

Tabel 8.2 Rezultatele ATD pentru nEx-RDX

nEx-PETN

Figura 8.3 Termograma nEx-PETN

Tabel 8.3 Rezultatele ATD pentru nEx-PETN

nEx-C4

Figura 8.4 Termograma nEx-C4

Tabel 8.4 Rezultatele ATD pentru nEx-C4

nEx-SEMTEX

Figura 8.5 Termograma nEx-SEMTEX

Tabel 8.5 Rezultatele ATD pentru nEx-SEMTEX

nEx-BP

Figura 8.6 Termograma nEx-BP

Tabel 8.6 Rezultatele ATD pentru nEx-BP

nEx-NG

În cazul simulantului exploziv pentru nitroglicerină, am reușit confecționarea a două variante.

Varianta 1

Figura 8.7 Termograma nEx-NG(varianta 1)

Tabel 8.7 Rezultatele ATD pentru nEx-NG(varianta 1)

Varianta 2

Figura 8.8 Termograma nEx-NG(varianta 2)

Tabel 8.8 Rezultatele ATD pentru nEx-NG(varianta 2)

Prin interpretarea datelor obținute în urma ATD efectuate, putem spune că toți simulanții au caracter neexploziv și că nu sunt substanțe periculoase.

Pentru a se observa totuși prezența materialelor explozive pe care simulanții îi conțin și cum aceștia influențează chimia lor, am prezentat în continuare o comparație a fiecărui simulant cu materialul exploziv pe care îl simulează.

TNT

Figura 8.9 Comparație TNT cu nEx-TNT

RDX

Figura 8.10 Comparație RDX cu nEx-RDX

PETN

Figura 8.11 Comparație PETN cu nEx-PETN

C4

Figura 8.12 Comparație C4 cu nEx-C4

SEMTEX

Figura 8.13 Comparație SEMTEX cu nEx-SEMTEX

BP

Figura 8.14 Comparație a două tipuri de BP cu nEx-BP și materiale din compoziția sa

NG

Figura 8.15 Comparație pulberi, cu dublă și triplă bază, cu ambele variante de nEx-NG

8.2 Testul colorimetric de detecție a urmelor de exploziv

În vederea verificării performanțelor pe care le putem obține cu simulanții explozivi, am efectuat pentru fiecare simulant testul de identificare cu ajutorul trusei colorimetrice.

Acest test presupune ca, substanța folosită drept identificator să dea o reacție de culoare atunci când intră în contact cu materialul exploziv, sau cu o anumită grupare a acestuia.

În urma efectuării testului am obținut următoarele reacții :

Figura 8.16 Reacția nEx-TNT Figura 8.17 Reacția nEx-RDX

Figura 8.18 Reacția nEx-PETN Figura 8.19 Reacția nEx-C4

Figura 8.20 Reacția nEx-SEMTEX

Figura 8.21 Reacția nEx-NG(varianta 1 și 2)

Figura 8.22 Reacția nEx-NG(varianta 1 și 2)

Analizând imaginile, se poate observa că toți simulanții au reacționat, ceea ce înseamnă că proporția de material exploziv care se află în compoziția acestora, este suficientă pentru performanțele cerute de detecția urmelor de explozivi.

8.3 Teste la aparate cu raze X

Următorul pas în verificarea caracteristicilor fizice, chimice, de performanță și siguranță l-a presupus efectuarea unui test cu ajutorul aparatelor cu raze X. Acest test a fost efectuat l-a una din intrările Palatului Parlamentului.

Pentru evidențierea materialelor organice, suspecte de a fi explozive, obiectele din bagajul examinat sunt prezentate în trei culori, în funcție de natura organică sau anorganică a acestora cât și de posibilitatea de diferențiere limitate ale aparatului după cum urmează :

– în portocaliu, obiectele din materiale organice (explozivi plastici, explozivi clasici, stupefiante, pistoale din material plastic dar și materiale inofensive ca hârtie, produse alimentare, lemn , etc.);

– în albastru, obiecte din materiale anorganice (metale, arme de foc, cuțite, capse detonante, dar și pixuri metalice, chei, baterii, etc.);

– în verde, obiectele ce nu pot fi clar identificate ca urmare a suprapunerii de materiale organice și anorganice cât și a depășirii limitei de penetrare de 15 mm echivalent oțel.

Figura 8.24 Simulanții explozivi observați aparate de identificare cu raze X

Figura 8.25 Simulanții explozivi observați aparate de identificare cu raze X

În urma analizării imaginilor, am constatat că simulanții explozivi redau imagini de culoare care corespund cerințelor necesare. Simulanții explozivi proiectați, au caracteristicile necesare pentru a da un răspuns asemănător cu un material exploziv la detecția cu raze X.

8.4 Concluzii

În urma efectuării studiului experimental a simulanților explozivi realizați, am constatat următoarele:

Simulanții explozivi au caracteristici fizice și chimice ale materialelor explozive pe care le simulează;

Simulanții explozivi au reușit să simuleze materialele explozive, fiind supuși la două metode de identificare;

Prezența urmelor de materiale explozive în simulanți oferă un avantaj, în ceea ce privește metodele de detecția a urmelor de exploziv;

Simulanții explozivi realizați sunt materiale inerte,ce nu pun în pericol personalul sau aparatura, deoarece aceștia nu reacționează la stimuli de orice natură.

Capitolul 9

Concluzii și contribuții originale.

9.1 Concluzii

Deși această lucrare este structurată pe mai multe capitole, putem considera că este împărțită în două mari părți: parte teoretică și partea experimentală.

Partea teoritică a presupus realizarea unor studii ale simulanților explozivi și a diverselor aspecte legate de modul în care aceștia dobândesc anumite caracteristici specifice materialelor explozive și utile în detecția acestora. În cadrul studiilor efectuate, s-au regăsit următoarele aspecte:

Stadiul actual de dezvoltare a simulanților explozivi;

Caracteristici fizice, chimice, de performanță și de siguranță a simulanților explozivi;

Metode, tehnici și principii de detecție a materialelor / dispozitivelor explozive;

Proprietăți ale materialor explozive ce pot fi simulate exploziv;

Caracteristici constuctive și funcționale ale dispozitivelor explozive improvizate și a elementelor componente ce pot fi simulate;

În urma realizării acestei părți teoretice a lucrării și a analizării aspectelor studiate, am ajuns la următoarele concluzii:

Simulanții explozivi reprezintă cel mai sigur mod de a realiza antrenamente și de a testa tehnologia de detecție a materialelor explozive. Totodată performanțele obținute de aceștia sunt mai mult decât satisfăcătoare;

Simulanții explozivi se împart în două categorii: contaminați și necontaminați. Fiecare din aceste categorii dobândește caracteristici specifice materialelor explozive, pentru diferite metode de detecție;

Tehnologia de detecție a materialelor explozive influențează dezvoltarea simulanților explozivi și proprietățile pe care aceștia trebuie să le dobândească;

Materialele explozive dețin proprietăți fizice,chimice și specifice ce pot fi simulate de materiale inerte;

Caracteristicile constuctive și funcționale ale DEI, au evidențiat posibilitatea simulării oricărui DEI, prin utilizarea simulanților explozivi în locul materialului exploziv. Acest lucru este posibil și datorită varietății simulanților explozivi.

Partea experimentală a presupus:

proiectarea și realizarea simulanților explozivi;

testarea simulanților explozivi, pentru a verifica proprietățile acestora și dacă aceștia corespund metodelor de detecție folosite.

La finalizarea părții experimentale a lucrării și analizarea rezultatelor obținute am ajuns la următoarele concluzii:

Simulanții explozivi realizați au proprietăți fizice, chimice și specifice materialelor explozive;

Realizarea de simulanți explozivi contaminați oferă posibilitatea folosirii acestora într-un număr mai mare de aplicații;

Trusa realizată conține simulanți solizi, plastici și lichizi ce corespund cerințelor și sunt identificați prin metode ce folosesc raze X, precum și cu ajutorul trusei colorimetrice de identificare a urmelor de exploziv;

Materialele aflate în componența trusei sunt materiale inerte și nu reacționează la stimuli exteriori.

9.2 Contribuții originale

Pe parcursul elaborării acestui lucrări, am avut următoarele contribuții:

Proiectarea și confecționarea simulanților explozivi;

Efectuarea studiului teoretic și experimental al materialelor folosite;

Elaborarea planului de testare-evaluare și a specificației de dezvoltare a trusei cu simulanți explozivi;

Efectuarea testelor statice de laborator;

Confecționarea cărbunelui de lemn necesar pentru simulantul exploziv tip pulbere neagră;

Calculul numărului Z efectiv, pentru materialele folosite în fabricarea simulanților;

Testarea simulanților cu trusa colorimetrică, pentru identificarea materialelor explozive;

Testarea simulanților la aparate de identificare a materialelor explozive cu raze X.

Bibliografie

http://www.aiexplosives.com/inspections_articles.asp?id=21;

http://en.wikipedia.org/wiki/Explosive_detection;

US Patent 5.958.299 Explosive simulants for testing explosive detection systems,John W. Kury, Brian L. Anderson, 1999;

US Patent 8.114.230, Composition 4 (C-4) Simulants;

Existing and Potential Standoff Explosives Detection Techniques, Committee on the Review of Existing and Potential Standoff Explosives Detection Techniques, National Research Council, 2003;

Jehuda Yinon, Counterterrorist Detection Techniques of Explosives, 2007;

Maurice Marshall, Jimmie C. Oxley, Aspects of Explosives Detection, 2008;

Improvised Explosive Devices (IEDs): An Introduction1,Adrian Wilkinson, James Bevan, and Ian Biddle.

News & terrorism, Communicating in a crisis, National Academies and the Department of Homeland Security, 2016;

http://www.x-rayscreener.co.uk/?xray=improvised-explosive-devices;

US Patent 5.359.936;

US Patent 5.413.812;

US Patent 5.648.636.

ANEXA 1

SPECIFICAȚIE DE DEZVOLTARE

pentru

TRUSĂ CU SIMULANȚI EXPLOZIVI SOLIZI, PLASTICI ȘI LICHIZI

Valabil pentru model experimental

TRUSĂ CU SIMULANȚI EXPLOZIVI SOLIZI, PLASTICI ȘI LICHIZI FAZA MODEL EXPERIMENTAL

SPECIFICAȚIE DE DEZVOLTARE

pentru

TRUSĂ CU SIMULANȚI EXPLOZIVI SOLIZI, PLASTICI ȘI LICHIZI

Valabil pentru model experimental

BUCUREȘTI

-2016-

Pagină albă

CUPRINS

CAPITOLUL 1 Generalități

1.1 Obiect și domeniul de aplicare

Această specificație de dezvoltare se utilizează pentru fabricarea, testarea și evaluarea produsului „Trusă cu simulanți explozivi solizi, plastici și lichizi” faza Model experimental.

Trusa cu simulanți explozivi este destinată instruirii, antrenamentului operatorilor și testării în condiții de siguranță a sistemelor de detecție, depistare sau identificare a materialelor și dispozitivelor explozive.

1.2 Documente conexe

1.2.1 Desene

1.2.2 Standarde

1.2.3 Documente de referință

1.3 Abrevieri

DEI- Dispozitiv exploziv improvizat

SD – Specificație de dezvoltare

PTED – Plan de testare – evaluare de dezvoltare.

PO- Procedura operațională

TNT – trotil

RDX – hexogen

PETN – pentrită

C4 – exploziv plastic pe bază de RDX

SEMTEX – exploziv plastic pe bază de PETN și RDX

BP – pulbere neagră

NG – nitroglicerină

nEx-TNT – simulant exploziv griș / pulbere de trotil

nEx-RDX – simulant exploziv pulbere de hexogen

nEx-PETN – simulant exploziv pulbere de pentrită

nEx-C4 – simulant exploziv plastic pe bază de RDX

nEx-SEMTEX – simulant exploziv plastic pe bază de PETN și RDX

nEx-BP – simulant exploziv pulbere neagră

nEx-NG – simulant exploziv nitroglicerină

1.4 Alte informații necesare

Nu face obiectul.

CAPITOLUL 2 CERINȚE GENERALE

2.1 Definirea produsului de bază

2.1.1 Definirea TSE

Trusa cu simulanți explozivi – TSE este un ansamblu de simulanți explozivi dispuși într-un container de transport și depozitare.

Simulanții explozivi sunt materiale fără proprietăți explozive, materiale nepericuloase care pot fi mânuite fără a întreprinde măsuri speciale de siguranță. Simulanții explozivi imită explozivii în termeni de aspect macroscopic, culoare, textură, formă, densitate de încărcare, număr atomic efectiv, proprietăți de transmitanță la raze X, maleabilitate.

Simulanții de materiale explozive conținuți în trusă sunt codificați cu două grupe de caractere (litere și cifre):

nEx-X..X

în care:

grupa nEx semnifică un comportament neexploziv;

X..X de 2, 3 sau 4 caractere se referă la următoarele simboluri:

TNT – trotil sau trinitrotoluen sau 2,4,6 trinitrotoluen sau C5H7O6N3;

RDX – hexogen sau cyclonite, C3H6O6N6;

PETN – pentaeritritol tetranitrat, nitropenta, pentrită, C5H8O12N4.

C4 – exploziv plastic pe bază de RDX;

SEMTEX – exploziv plastic pe bază de PETN și RDX;

BP – pulbere neagră sau DRP, TO-34, amestec de azotat de potasiu, sulf și cărbune

NG – nitroglicerină sau trinitroglicerină, trinitrat de glicerină,C3H5O9N3

În completele trusei sunt încărcați simulanții materialelor explozive prezentați în continuare:

nEx-TNT;

nEx-RDX;

nEx-C4;

nEx-SEMTEX;

nEx-PETN;

nEx-BP

nEx-NG

Simulanții explozivi se mai întâlnesc sub numele de NESTT – Non-Hazardous Explosives for Security Training and Testing.

TSE va putea fi depozitată, transportată și utilizată la testare, antrenament sau instrucție în intervalul de temperatură -20 0C la +52 0C.

La baza fabricării, testării și evaluării produsului stă algoritmul de proiectare a compozițiilor chimice ale simulanților, planul de testare-evaluare de dezvoltare, precum și prezenta specificație de dezvoltare.

2.1.2 Lista componentelor principale

Componentele principale ale TSE sunt prezentate în tabelul 1 din continuare.

Tabel 1 Principalele componente ale TSE

2.1.3 Lista echipamentelor furnizate de beneficiar

Nu face obiectul

2.2 Caracteristici generale și de performanță

2.2.1 Caracteristici tehnice generale

2.2.2 Caracteristici fizice

2.2.3 Caracteristici chimice simulanți

2.2.4 Caracteristici de performanță

2.2.5 Fiabilitate

TSE KIT trebuie să permită utilizarea sigură și eficace, fără riscul de inițiere accidentală a simulanților explozivi, cu respectarea regulilor specifice pentru pregătirea și utilizarea simulanților explozivi.

De asemenea, TSE trebuie să poate fi depozitată, transportată și manipulată în condiții de siguranță pe toată perioada de garanție și a ciclului de viață.

2.2.6 Mentenabilitate

Nu face obiectul.

2.2.7 Condiții de mediu

Pe timpul depozitării, TSE trebuie să fie depozitată în containerele prevăzute.

2.2.7 Transportabilitate

TSE se poate transporta atât de personalul utilizator (pe distanțe scurte) cât și cu mijloace de transport specifice destinate acestui scop, pe calea aerului, fluvială, maritimă, terestră sau pe calea ferată.

Proiectare și construcție

2.3.1 Materiale, procese de prelucrare și piese

Materialele folosite la fabricarea TSE se admit în lucru numai dacă sunt însoțite de documente de calitate (certificate de calitate) care să certifice încadrarea în prevederile standardelor.

Piesele și subansamblurile se execută în conformitate cu cerințele documentației de bază și a proceselor tehnologice/instrucțiunilor de lucru întocmite de proiectant și fabricant.

2.3.2 Radiația electromagnetică

Nu face obiectul.

2.3.3 Marcarea produsului

Inscripționarea TSE se realizează cu etichete de culoare deschisă (alb sau galben) pe care sunt inscripționate caractere de culoare neagră, conform indicațiilor de mai jos:

pe geanta container:

TSE LOT XX/YY

pe ambalajele interioare se vor utiliza după caz următoarele inscripții:

nEx-TNT

nEx-RDX

nEx-C4

nEx-SEMTEX

nEx-PETN

nEx-BP

nEx-NG

2.3.4 Calitatea execuției

Procesele tehnologice de prelucrare și încărcare a simulanților explozivi trebuie să asigure precizia și toleranțele impuse pentru obținerea calității cerute prin documentația de bază. Se poate accepta înlocuirea unui proces tehnologic numai dacă noul proces va asigura obținerea unei calități similare sau superioare.

Cerințele privind calitatea execuției vor fi cele prevăzute în desenele de execuție și specificații.

Materiale străine. Simulanții explozivi nu trebuie să prezinte urme de materiale străine.

Curățire. Metodele și materialele de curățire utilizate nu trebuie să afecteze calitatea simulanților explozivi.

Contaminarea componentelor explozive. Trebuie acordată atenție maximă pentru a se evita contaminarea simulanților explozivi cu materiale incompatibile sau materiale străine.

2.3.5 Interschimbabilitate

Acest paragraf nu se aplică acestei specificații.

2.3.6 Siguranța în exploatare

Siguranța activităților de instruire, antrenament și utilizarea acestora în vederea depistării și identificării materialelor explozive va fi asigurată prin lipsa comportamentului exploziv al simulanților explozivi.

2.3.7 Ergonomie

Acest paragraf nu se aplică acestei specificații.

2.4 Documentație

Documentația pentru TSE conține următoarele:

Specificația de dezvoltare – SD-TSE-2016;

Planul de testare-evaluare de dezvoltare – PTED-TSE-2016.

2.5 Logistica

2.5.1 Depozitarea

Depozitarea TSE se poate face în spații de depozitare neîncălzite, cu ventilație naturală, executate din piatră, beton, lemn, cu izolație termică.

2.5.2 Transportul

Transportul TSE se poate face cu orice mijloc de transport terestru, naval sau aerian.

2.6 Personal și instruire

Utilizarea TSE este permisă oricărei categorii de persoane, TSE fiind recomandată pentru instruire și antrenament. Cu toate acestea în cazul utilizării echipamentelor de detecție și identificare ca de exemplu a truselor colorimetrice, echipamentelor de spectrometrie a ionilor mobili și a echipamentelor de control tehnic antiterorist cu raze X este necesară instruirea specializată a persoanelor care va opera cu aceste sisteme de depistare și detecție.

2.7 Caracteristicile componentelor principale

2.7.1 Condiții tehnico – constructive generale

2.7.1.1. Dimensiuni de gabarit

TSE și simulanții explozivi trebuie să aibă dimensiunile în conformitate cu desenele de execuție sau prevederile acestei specificații.

2.7.1.2 Calitatea materialelor și componentelor procurate de la terți

Calitatea materialelor explozive și componentelor procurate de la terți trebuie să fie conform certificatelor de calitate și a certificatelor de garanție emise de furnizori .

2.7.1.3 Calitatea materiilor prime și semifabricatelor

Calitatea materiilor prime, materialelor și semifabricatelor ce intră în componența simulanților explozivi trebuie să fie conform certificatelor, buletinelor de analiză sau a altor documente legale care atestă calitatea produselor.

2.7.1.4 Calitatea acoperirilor de protecție

Nu face obiectul.

2.7.1.5 Calitatea inscripționărilor

Inscripționarea etichetelor de marcare a TSE se face cu caractere de culoare neagră.

2.7.2 Condiții tehnice și funcționale

2.7.2.1 Condiții fizice impuse simulanților explozivi

Simulanții explozivi din compunerea TSE trebuie să asigure cerințele de siguranță și performanță ale produsului în timpul operațiunilor de depozitare, păstrare, transport, mânuire, utilizare operațională și chiar în timpul activităților de dezmembrare, delaborare și demilitarizare, conform indicațiilor fabricantului, în condițiile de mediu climat și mecanic întâlnite pe parcursul ciclului de viață al TSE.

Caracteristicile fizice și de încărcare

Simulanții explozivi cu care sunt încărcate TSE trebuie să respecte condițiile fizice și de încărcare precizate de prezenta specificație.

Cerințele se vor verifica prin următoarele teste și încercări:

Determinarea dimensiunilor simulanților încărcături explozive;

Determinarea densității de încărcare a simulanților încărcături explozive.

2.7.2.2 Condiții de sensibilitate și comportament neexploziv impuse TSE și elementelor componente

TSE și elementele componente trebuie să îndeplinească cerințele precizate în prezenta specificație de dezvoltare.

Cerințele se vor verifica prin următoarele teste și încercări:

Determinarea comportamentului la temperatură a materialelor explozive de comparație prin analiză termică diferențială;

Determinarea comportamentului la temperatură a simulanților explozivi prin analiză termică diferențială;

Determinarea comportamentului simulanților încărcăturilor explozive la acțiunea undelor de șoc generate la detonația capselor detonante.

2.7.2.3 Condiții de performanță și funcționale impuse TSE și elementelor componente

Cerințele de siguranță de performanță și funcționale se verifică prin următoarele teste și încercări:

2.8 Priorități

În cazul apariției unei neconcordanțe între prevederile acestei specificații și prevederile documentelor la care se face referire, cele ale specificației au prioritate. Nici una din prevederile prezentei specificații nu pot înlocui sau încălca reglementările legale în vigoare decât dacă se obține o exceptare în acest sens.

CAPITOLUL 3 PREVEDERI PRIVIND ASIGURARE A CALITĂȚII

3.1 Principii generale de asigurare a calității

TSE – precum și elementele componente trebuie să îndeplinească cerințele prezentei specificații de dezvoltare.

3.1.1 Responsabilitatea testelor

Responsabilitatea efectuării testelor impuse prin Planul de testare – evaluare de dezvoltare aparține Academiei Tehnice Militare.

Parcurgerea PTED se va efectua la Academia Tehnică Militară sau în alte locații, cu participarea reprezentanților beneficiarului.

3.1.2 Teste și examinări speciale

Pentru verificarea caracteristicilor TSE, prevăzute în prezenta specificației de dezvoltare, se efectuează următoarele teste și evaluări:

Determinarea comportamentului la temperatură a materialelor explozive de comparație prin analiză termică diferențială.

Determinarea aspectului general al materialelor explozive de comparație.

Determinarea comportamentului la temperatură a simulanților explozivi prin analiză termică diferențială.

Determinarea aspectului general al simulanților explozivi.

Determinarea dimensiunilor simulanților încărcături explozive.

6. Determinarea densității de încărcare a simulanților încărcături explozive.

Determinarea comportamentului simulanților încărcăturilor explozive la acțiunea undelor de șoc generate la detonația capselor detonante.

Verificarea configurației TSE.

Verificarea capacității de simulare a materialelor explozive și posibilitatea identificării cu ajutorul truselor colorimetrice și echipamentelor spectrometria ionilor mobili (IMS).

Verificarea capacității de simulare a încărcăturilor explozive și a simulanților capse detonante cu ajutorul echipamentelor de control tehnic antiterorist cu raze X.

Verificarea capacității de utilizare a simulanților încărcături explozive și a simulanților capse detonante pentru instruirea și antrenarea operatorilor.

3.2 Inspecții de conformitate a calității

Determinarea comportamentului la temperatură a materialelor explozive de comparație prin analiză termică diferențială

Testul se efectuează pentru a pune în evidență caracterul exploziv al materialelor explozive de comparație și a permite apoi compararea cu comportamentul termic al simulanților.

Simulanții materialelor explozive pot să fie dovediți prin lipsa reacției explozive, prin lipsa capacității de autopropagare a reacției chimice de combustie. Testul permite comparația ulterioară dintre materialele explozive și simulanții acestor materiale, în special prin existența temperaturii de autoinflamare și prin amplitudinea picului exoterm obținut în timpul încercării.

Testarea comportamentului termic al materialelor explozive se execută cu ajutorul echipamentului specializat în analiza termică diferențială DTA 551 Ex. Materialele explozive se supun unui proces de încălzire cu o viteză constantă 5 °C/min. sau 10 °C/min. și se determină termograma materialului exploziv, precum și temperatura de autoinflamare a acestora. Testul se desfășoară conform PO-LTECAM-16.

Determinarea aspectului general al materialelor explozive de comparație

Testul se efectuează pentru a pune în evidență aspectul macroscopic al materialelor explozive. Se va permite astfel să se compare aspectul explozivilor cu cel al simulanților acestor materiale.

Testul este calitativ și se bazează pe observarea cu ochiul liber sau cu lupa a colurii, granulometriei si dimensiunile granulelor materialelor explozive de comparație. Se efectuează cu ochiul liber,cu lupa și cu microscopul. Se urmărește culoarea, forma granulelor, mărimea granulelor.

Determinarea comportamentului la temperatură a simulanților explozivi prin analiză termică diferențială

Testul se efectuează pentru a pune în evidență lipsa caracterul exploziv al simulanților prin lipsa picului exoterm de autoinflamare și prin compararea cu comportamentul materialelor explozive de comparație.

Determinarea aspectului general al simulanților explozivi

Testul se efectuează pentru a pune în evidență aspectul macroscopic al simulanților explozivi. Se efectuează cu ochiul liber și cu lupa. Se urmărește culoarea, forma granulelor, mărimea granulelor. Se verifică toți simulanții explozivi ce intră în compunerea TSE.

Determinarea dimensiunilor simulanților încărcături explozive

Testul se efectuează pentru a măsura și verifica dimensiunile simulanților încărcături explozive. Se utilizează șublerul electronic și ruleta. Testul se efectuează prin măsurarea diametrelor, lungimilor, lățimilor, grosimilor.

Dimensiunile simulanților trebuie să fie reprezentative pentru produse aflate în dotare sau în producție.

Determinarea densității de încărcare a simulanților încărcături explozive

Testul se efectuează pentru a determina densitățile de încărcare a simulanților încărcături explozive. Testul se efectuează prin măsurarea diametrelor, lungimilor, lățimilor, grosimilor, cântărirea masei încărcăturii, calculul volumului și calculul densității de încărcare. Densitatea de încărcare trebuie să fie în limitele întâlnite pentru materialele explozive de referință.

Determinarea comportamentului releului exploziv

Testul se efectuează pentru a demonstra faptul că simulanții materialelor explozive nu reacționează exploziv la acțiunea unei flăcări deschise și că nu se realizează transmiterea combustiei. Metoda constă în dispunerea materialului de testat sub forma unui releu cu o lungime de 2-4 cm. Se verifică dacă flacăra rezultată de la un fitil de aprindere provoacă aprinderea materialului și dacă are loc propagarea combustiei releului. Testul se va efectua comparativ cu materialele explozive și simulanții acestor materiale explozive.

Determinarea comportamentului simulanților încărcăturilor explozive la acțiunea undelor de șoc generate la detonația capselor detonante

Testul se efectuează pentru a demonstra faptul că simulanții încărcăturilor explozive nu reacționează exploziv la acțiunea undei de șoc generate de detonația capselor detonante electrice și că nu permit transmiterea detonației.

Testul se efectuează prin supunerea simulanților încărcături explozive la acțiunea undei de șoc generate de detonația unei capse detonante. Nu se acceptă transmiterea detonației. Evidența detonației se va face prin aprecierea urmelor lăsate pe sol sau pe o placa metalică martor.

Verificarea configurației TSE

Testul se efectuează pentru a verifica dacă sunt îndeplinite condițiile stabilite în specificația de dezvoltare și dispunerea containerelor cu simulanți în trusă.

Verificarea capacității de simulare a materialelor explozive și posibilitatea identificării cu ajutorul truselor colorimetrice și echipamentelor spectrometria ionilor mobili (IMS)

Simulanții trebuie să permită simularea, depistarea și identificarea materialelor explozive: TNT, RDX, PETN, BP, explozivi plastic pe bază de RDX (C4), exploziv plastic pe bază de PETN și RDX (SEMTEX), NG.

Metoda constă în operarea cu trusele colorimetrice de depistare și identificare și echipamentelor IMS, în conformitate cu instrucțiunile de operare ale producătorilor.

Verificarea capacității de simulare a încărcăturilor explozive cu ajutorul echipamentelor de control tehnic antiterorist cu raze X

Simulanții încărcăturilor explozive trebuie să permită simularea încărcăturilor explozive realizate din: TNT, RDX, PETN, BP, explozivi plastic pe bază de RDX (C4), exploziv plastic pe bază de PETN și RDX (SEMTEX), NG.

Metoda constă în operarea cu echipamentele de control cu raze X în conformitate cu instrucțiunile de operare ale producătorilor.

Verificarea capacității de utilizare a simulanților încărcături explozive pentru instruirea și antrenarea operatorilor EOD

Permite simularea și instruirea în condiții de siguranță cu ajutorul încărcăturilor explozive realizate din: TNT, RDX, PETN, BP, explozivi plastic pe bază de RDX (C4), exploziv plastic pe bază de PETN și RDX (SEMTEX), NG.

CAPITOLUL 4 PREGĂTIREA PENTRU LIVRARE

Acest capitol nu se aplică acestei specificații.

CAPITOLUL 5 OBSERVAȚII

Acest capitol nu se aplică acestei specificații.

CAPITOLUL 6 ANEXE

Acest capitol nu se aplică acestei specificații.

ANEXA 2

TRUSĂ CU SIMULANȚI EXPLOZIVI SOLIZI, PLASTICI ȘI LICHIZI FAZA MODEL EXPERIMENTAL

PLANUL DE TESTARE – EVALUARE DE DEZVOLTARE

TRUSĂ CU SIMULANȚI EXPLOZIVI SOLIZI, PLASTICI ȘI LICHIZI – TSE

Valabil pentru model experimental

TRUSĂ CU SIMULANȚI EXPLOZIVI SOLIZI, PLASTICI ȘI LICHIZI FAZA MODEL EXPERIMENTAL

PLANUL DE TESTARE – EVALUARE DE DEZVOLTARE

TRUSĂ CU SIMULANȚI EXPLOZIVI SOLIZI, PLASTICI ȘI LICHIZI – TSE

Valabil pentru model experimental

BUCUREȘTI

-2016-

Pagină albă

CUPRINS

Pagină albă

CAPITOLUL 1 – prezentarea TRUSĂ CU SIMULANȚI EXPLOZIVI SOLIZI, PLASTICI ȘI LICHIZI – TSE

1.1 Descrierea misiunii

1.1.1 Denumirea produsului

Trusa simulanți explozivi solizi, plastici și lichizi – TSE face obiectul acestui plan de testare – evaluare de dezvoltare.

1.1.2 Destinația produsului

Trusa cu simulanți explozivi solizi, plastici și lichizi – TSE este destinată instruirii, antrenamentului în condiții de siguranță și testării sistemelor de detecție sau identificare a materialelor și dispozitivelor explozive.

Trusa este destinată pentru facilitarea instruirii operatorilor în condiții de siguranță și a cunoașterii proprietăților fizice ale materialelor explozive. Suplimentar, trusa permite instruirea în vederea utilizării mijloacelor și tehnicilor de detecție cu raze X dar și a urmelor de explozivi, ca de exemplu a truselor colorimetrice de depistare și identificare explozivi, a echipamentelor de spectrometrie a ionilor mobili (IMS).

1.2 Evaluarea pericolului sistemului

Trusa cu simulanți explozivi solizi, plastici și lichizi TSE și simulanții explozivi conținuți în TSE sunt proiectați pentru a imita explozivii în termeni de aspect macroscopic, culoare, textură, formă, densitate de încărcare, număr atomic efectiv, proprietăți de transmitanță la raze X, maleabilitate etc.

Deoarece simulanții explozivi sunt materiale fără proprietăți explozive, aceste truse și elementele componente sunt materiale nepericuloase care pot fi mânuite fără a întreprinde măsuri speciale de siguranță.