​Федеральная служба безопасности к 60-летию со дня образования Сибирского отделения РАН наградила томских ученых грамотами за разработку прибора для обнаружения взрывчатки. Разработка велась по заказу ФСБ РФ и уже прошла испытания на вокзале Томск.

Разработанный учеными ТГУ, Института оптики атмосферы, Института сильноточной электроники и Института проблем химико-энергетических технологий лидарный детектор способен распознавать вещества по молекулам их паров в воздухе. Сканировать опасные предметы на больших расстояниях и дистанционно распознавать взрывчатку прибор может и по отпечаткам пальцев террориста, при этом сканирование проводится без каких-либо ощущений, незаметно.

«Прибор состоит из телескопа с особо чувствительной оптикой, системы сканирования и лазерного источника. Разработка велась более пяти лет по заказу ФСБ. В технологии используется лазер с нестандартной длиной волны, который взаимодействует только с определенным видом молекул и способен выявлять в воздухе на расстоянии до 50 метров все известные взрывчатые вещества (гексоген, октаген, тринитротолуол, суррогатные самодельные вещества)», — сообщает Инновационный портал Томской области

Лазерный луч взаимодействует с частицами и сигналит, если сталкивается с микрочастицами взрывчатки. Луч обладает очень высокой чувствительностью. Технология является абсолютно новой и не имеет аналогов в мире. Прототип хорошо показал себя в испытаниях на вокзале Томск-I.

К 60-летию со дня образования Сибирского отделения РАН Центр специальной техники ФСБ России наградил томских ученых Александра Ворожцова и Сергея Бобровникова грамотами за разработку данного прибора. Хотя, как говорят сами разработчики, он еще требует некоторых доработок.

«Даже при сканировании пятидесятого отпечатка пальца, который до этого прикасался к взрывчатке, прибор обнаруживает угрозу. У нас сейчас есть уверенность, что идея работает, но нужно проводить дополнительные исследования, применить новые принципы генерации лазерного излучения, сделать прибор безопасным для глаз, уменьшить его габариты и массу. Технология позволяет обнаруживать не только взрывчатку, поэтому актуальна работа и по расширению применения», — подытожил разработчик Александр Ворожцов.

Максим Газизов
 
***

Бесконтактный. Безопасный. Скрытный. Работающий в режиме нон-стоп. И очень надежный. Всеми этими качествами (читай: пре­имуществами) обладает лидарный детектор, разработанный учеными Сибирского отделения Российской академии наук и Томского государственного университета по заказу Федеральной службы безопасности. Прибор нацелен на быстрое и скрытное обнаружение взрывчатки.

Не метафора. Проза жизни

Превзойти собачий нос. Такая задача была поставлена заказчиком перед учеными на старте реализации амбициозного проекта. Про собачий нос: это не красивая метафора – проза жизни.

Террористическая угроза – угроза номер один в современном мире. Особенно уязвимы воздушные гавани. Последние 16 лет на страже безопасности пассажиров Шереметьева стоят те, о ком многие из нас даже не слышали – собаки Сулимова. Или шалайки, как называют их в шутку. Речь об особой породе ищеек – гибриде шакала и собаки, выведенном советским и российским биологом, специалистом в области кинологии Климом Сулимовым. Собачка без преувеличения уникальная. Маленькая, шустрая, с очень острым нюхом, она находит и идентифицирует восемь видов взрывчатки. Различает причастных к проносу запрещенных веществ по гендерному принципу, что позволяет криминалистам сузить круг подозреваемых. Можно было бы, конечно, и спаниелей натаскать на такие операции. Но их выносливость оставляет желать лучшего – полчаса активной работы, и псу надо отдохнуть. А вот шалайка способна заниматься поисками 15 часов без перерыва. И результаты ее работы впечатляют: одна ошибка на 200 правильных находок.

– Собаки Сулимова, безусловно, хороши в поиске взрывчатых веществ. Но имеется нюанс: она выдает работу силовых служб своим присутствием. Всегда есть риск, что преступник при виде опасности может привести взрывное устройство в действие. Необходимость появления прибора, способного работать незаметно и с высокой степенью надежности, очевидна, – отмечает Александр Ворожцов, заместитель директора Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН (ИПХЭТ СО РАН), профессор ТГУ.

Заказ дан – заказ принят!

В своей научной работе томичи не одиноки. Подобными разработками в разное время занимались их коллеги из Германии, Франции и США. Правда, сильно в этом деле не продвинулись. Перспективное направление в исследованиях по обнаружению взрывчатки задали израильские ученые, которые знают о проблемах терроризма не понаслышке. В лабораторных условиях они показали применимость тонкой спектроскопической технологии для этих целей. Для воздействия на взрывчатку использовался дорогостоящий и малоэффективный источник лазерного излучения. Дальность обнаружения при этом составляла несколько десятков сантиметров. Понятно, что такой прибор далек от практического применения. И тогда возникла идея использовать опыт Института оптики атмосферы имени В. Е. Зуева СО РАН (ИОА СО РАН) в создании сверхчувствительных лидарных систем, многолетних наработок Института сильноточной электроники СО РАН (ИСЭ СО РАН) в области создания эксимерных лазеров, новейших достижений Института химико-энергетических технологий СО РАН (ИПХЭТ СО РАН) в направлении исследования свойств высокоэнергетических материалов и в создании метода дистанционного обнаружения паров и следов взрывчатых веществ, пригодного для практического использования.

Центр специальной техники ФСБ России к 60-летию со дня образования Сибирского отделения РАН наградил томских ученых Александра Ворожцова и Сергея Бобровникова грамотами за разработку прибора для обнаружения взрывчатки.

– Создание прибора для обнаружения взрывчатки, работающего дистанционно и на больших расстояниях, – задача сложная, комплексная. Ни один научный институт в одиночку с ней не справится. Необходима кооперация, – подчеркивает Александр Ворожцов. – Разработка нашего лидарного детектора – результат объединения усилий трех институтов Сибирского отделения РАН и Томского государственного университета.

Проект перспективный. В течение пяти лет разработка велась по инициативе и при финансовой поддержке ФСБ России. Прототип прибора прошел успешные испытания и был передан заказчику. В процессе испытаний были выявлены резервы, намечены пути совершенствования прибора. Сейчас ученые и инженеры разрабатывают новую версию прибора, более чувствительную и более мобильную. Частично эта работа получила поддержку Российского научного фонда. Кооперация усилий институтов осуществлялась в рамках междисциплинарного интеграционного проекта Сибирского отделения РАН.

 

Уже разработанный метод определения взрывчатки ученые продолжают совершенствовать. Создан новый лабораторный макет прибора. Привычный набор новейших оптических компонентов позволяет легко менять схему в поисках правильного решения очередной задачи. Сейчас это проблема обеспечения безопасности для глаз

Волна особая, не стандартная

Лидарный детектор в исполнении томских ученых состоит из лазерного источника, посылающего зондирующий импульс, приемного телескопа, собирающего оптический отклик, спектрального прибора, выделяющего полезный сигнал, фотоприемника, регистрирующего сигнал обнаружения. Уникальность прибора в том, что он способен дистанционно распознавать редкие молекулы взрывчатого вещества среди огромного множества других молекул и аэрозольных частиц, присутствующих в воздухе. Это качество прибора позволяет сканировать окружающее пространство, находить потенциально опасные предметы и обследовать их на наличие следов взрывчатых веществ.

– Устройство работает как собачий нос, который при дыхании «возмущает» пространство, встряхивает микрочастички, подогревая и испаряя их, и реагирует на них, – поясняет профессор ТГУ и заведующий Центром лазерного зондирования атмосферы ИОА СО РАН Сергей ­Бобровников. – Лазерный луч тоже взаимодействует с частицами, испаряет их и возбуждает молекулы взрывчатки, которые дают уникальный оптический отклик, улавливаемый сверхчувствительным приемником прибора.

– Для того чтобы заставить лазер работать на нужной частоте, пришлось создавать совершенно новый уникальный прибор, впитавший в себя весь многолетний опыт по созданию эксимерных лазеров, – говорит старший научный сотрудник лаборатории газовых лазеров ИСЭ СО РАН Юрий Панченко.

Получился прибор, не имеющий аналогов в мире. Прежде всего потому, что в приборе используются новейшие оптические и лазерные технологии, появившиеся благодаря тесному сотрудничеству сибирских ученых разных научных школ. Специалисты ИСЭ СО РАН смогли создать лазер с уникальными характеристиками, в ИОА СО РАН разработали уникальную приемопередающую систему, в ИПХЭТ СО РАН – технологию подготовки образцов и обеспечили проведение испытаний в условиях полигона.

Еще одна задача, поставленная перед учеными, – прибор должен работать незаметно для окружающих. Лидарный детектор использует для зондирования невидимое глазом ультрафиолетовое излучение. Никто даже не будет знать, что его проверяют. Это важно для работы прибора в местах массового скопления людей.

 

Испытание лидара ученые проводят в специально оборудованном подземном бункере. В роли террориста – манекен, покрытый фольгой. На поверхности манекена эмитировался след. Проводилось сканирование. При этом проверялась чувствительность и селективность прибора (сможет ли он отличить следы взрывчатки от следов дорожной пыли или остатков парфюмерии)

Пятьдесят плюс

Изначально лидарный детектор был ориентирован на обнаружение опасных веществ по присутствию паров, которые они выделяют. Метод не вполне надежный. Упаковал террорист взрывное устройство более тщательно, и даже суперчувствительный детектор ничего не почувствует. Специалисты научных институтов Томска пошли дальше – «научили» прибор распознавать взрывчатку по следам микрочастиц взрывчатых веществ. Предмет или человек, имеющий на себе ничтожное количество частиц взрывчатки, попадет в зону действия детектора – результат будет одинаковым.

– Находить опасные предметы в багаже можно с помощью рентгена. Сканировать им человека нельзя. Наш прибор способен дистанционно обнаруживать взрывчатку по отпечаткам пальцев. Он настолько чувствителен, что обнаруживает угрозу даже при пятидесятом отпечатке пальца, прикасавшегося к взрывчатке, – говорит научный сотрудник Центра лазерного зондирования атмосферы ИОА СО РАН Виктор Жарков.

Тревожный сигнал поступает на пульт оператора. Следить за работой детектора можно из соседнего помещения. В телескоп вмонтирована специальная камера. Она снимает видео в высоком разрешении и передает изображение на экран монитора.

Работа ученых над усовершенствованием детектора продолжается. Проводятся дополнительные исследования, применяется новые принципы генерации лазерного излучения, уменьшаются габариты и масса.

Ожидается, что в ближайшее время прибор поступит в распоряжение спецслужб. Использовать его можно будет как на открытых стадионах и аренах, так и в закрытых помещениях: в аэропортах, на вокзалах, в метро.

Автор: Екатерина Журавлева 
Фото: Вероника Белецкая

Источники

Федеральная служба безопасности наградила томских ученых за создание приборов для поиска взрывчатки
ИноТомск (inotomsk.ru), 27/11/2018
ФСБ наградила томских ученых за создание приборов для поиска взрывчатки
В Томске (vtomske.ru), 27/11/2018
ФСБ наградила томских ученых за создание приборов для поиска взрывчатки
HOLME SPACE (holme.ru), 27/11/2018
Собачий нос помог ученым Сибири разработать детектор взрывчатки
Sibnet.ru, 27/11/2018
ФСБ наградила томских ученых за создание приборов для поиска взрывчатки
Вести.ru, 28/11/2018
ФСБ наградила томских ученых за создание приборов для поиска взрывчатки
ГТРК Томск, 28/11/2018
Ноу-хау томских ученых даст фору четвероногим искателям взрывчатки
Томские новости, 06/12/2018
Детектор томских ученых поможет распознавать бомбы на расстоянии до 50 метров
Nagg.in.ua, 17/12/2018
Детектор томских ученых поможет распознавать бомбы на расстоянии до 50 метров
Санкт-Петербург.ру (saint-petersburg.ru), 17/12/2018

Похожие новости

  • 30/12/2020

    Топ-30 разработок сибирских ученых в 2020 году

    ​На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-30 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2020 года, размещенных на нашем сайте.
    6539
  • 25/11/2019

    Руководители Академии наук оценили результаты ученых Томска

    ​Академические институты «Сибирских Афин» посетили президент РАН академик Александр Михайлович Сергеев и вице-президент РАН академик Валентин Николаевич Пармон, возглавляющий ее Сибирское отделение. Первые лица РАН ознакомились с рядом новейших научных результатов и инициатив томских исследовательских организаций.
    1517
  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    2658
  • 18/02/2021

    ИОА СО РАН: для замены самолета-лаборатории необходимы средства

    Томский Институт оптики атмосферы (ИОА) СО РАН запросил у Минобрнауки около 5 миллиардов рублей на приобретение нового самолета-лаборатории, поскольку срок эксплуатации имеющегося в НИИ исследовательского судна истекает; министерство на просьбу пока не отвечает, рассказал РИА Томск директор ИОА СО РАН Игорь Пташник.
    638
  • 19/06/2020

    65 научных онлайн-конференций пройдут во II полугодии 2020 года при поддержке РФФИ

    ​​Более 60 научных организаций и университетов получат гранты в размере от 100 до 500 тыс. рублей от Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) на проведение научных онлайн-конференций во втором полугодии 2020 года.
    2261
  • 13/01/2017

    Вышла в свет книга «Создатели российских лазеров»

    ​​Осенью 2016 года Издательский дом «Столичная энциклопедия» выпустил в свет книгу «Создатели российских лазеров». Книга посвящена истории создания, испытаний и промышленного производства отечественных лазеров.
    3562
  • 07/07/2021

    Летающая лаборатория: что изучают на единственном в России научном воздушном судне

    ​Министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков п​осетил Томский Академгородок, где ознакомился с современными разработками и исследованиями.  В Институте оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского Отделения РАН Валерию Фалькову рассказали об уникальных исследованиях, которые проводят в летающей лаборатории.
    1006
  • 25/09/2019

    Ученые ТГУ нашли новые пульсации в пламени «горелки» для тяжелого топлива

    Исследования нового устройства, созданного в Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук и предназначенного для бессажевого сжигания тяжёлого углеводородного топлива с паровой газификацией, провели на механико-математическом факультете.
    1774
  • 17/02/2021

    Антивирусную лампу, представленную томскими учеными, планируется запустить в производство

    ​Антивирусную лампу, представленную томскими учеными, планируется запустить в производство. Напомним, разработанную ими антивирусную лампу нового типа представили ученые Института сильноточной электроники СО РАН, изготовили ее в НПЦ "Полюс".
    604
  • 15/12/2020

    Масштаб мысли: какие технологии ТПУ перевернут водородную энергетику

    ​​​Ученые и представители национальных компаний в декабре соберутся на конференции "Водород. Технологии. Будущее". Ее проводит Томский политех (ТПУ) как один из "двигателей" водородной энергетики в России, комплексно исследующий ее с 2000-х годов.
    1426