4 detektory pre bezpeČnostnÚ prehliadku osÔb, batoŽiny a zÁsielok

70
1 4 DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK Detektory pre kontrolu objektov si môžeme rozdeliť na detektory vyhľadávajúce predmety a látky všeobecne dopredu neoznačené a pre predmety a látky dopredu špeciálne označené (napr. z dôvodov ochrany proti krádeži v obchode a pod.). Hlavnú a tiež náročnejšiu časť tvorí prvá menovaná skupina. Predmetom záujmu je rôzny kontraband, ale predovšetkým zbrane, výbušniny (nástražné výbušné systémy) a drogy.

Upload: fausto

Post on 15-Mar-2016

106 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

4 DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

1

4 DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ

PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

Detektory pre kontrolu objektov si môžeme rozdeliť na detektory

vyhľadávajúce predmety a látky všeobecne dopredu neoznačené a pre

predmety a látky dopredu špeciálne označené (napr. z dôvodov ochrany proti

krádeži v obchode a pod.). Hlavnú a tiež náročnejšiu časť tvorí prvá

menovaná skupina. Predmetom záujmu je rôzny kontraband, ale

predovšetkým zbrane, výbušniny (nástražné výbušné systémy) a drogy.

Page 2: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

2

Konštrukcia prístrojov pre bezpečnostnú prehliadku väčšinou

vychádza zo špičkových prístrojov pre laboratórne či priemyslové využitie,

ale svojimi ďalšími úpravami pre špeciálne bezpečnostné využitie sa od

nich už značne líši. Na jednom pracovisku bezpečnostnej prehliadky musí

vzájomne dobre spolupracovať niekoľko prístrojov založených na celkom

iných fyzikálnych princípoch. Efektivita a spoľahlivosť takýchto kombinácií

potom záleží iba na bezpečnostných pracovníkoch a ich znalostiach.

Page 3: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

3

4.1 Členenie detektorov pre bezpečnostné

prehliadky osôb, batožiny a zásielok

Detektory pre bezpečnostné prehliadky osôb, batožiny a zásielok si môžeme

rozdeliť podľa použitia - typu policajno-bezpečnostnej činnosti, pri ktorej sa

používajú na:

kontrolu cestujúcich v leteckej doprave,

kontrolu príručnej batožiny cestujúcich v leteckej doprave,

kontrolu batožiny a zásielok v nákladných priestoroch lietadiel,

kontrolu doručovaných poštových zásielok, najmä osobám verejne

činným,

colnú kontrolu osobných i nákladných automobilov, nákladných kontajnerov á

pod.,

zaisťovanie bezpečnosti pri verejných akciách (predovšetkým mobilné verzie),

Page 4: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

4

náhodné preverovanie podozrivých osôb, ich batožiny a

automobilov,

vstupnú kontrolu v jadrových elektrárňach, na vojenských

základniach, na ministerstvách, v parlamentoch, vyslanectvách a iných

inštitúciách strategického významu,

vstupnú kontrolu vo väzniciach, školách, v objektoch privátnych firiem, bánk

atď.,

expertíznu činnosť v kriminalistickej a pyrotechnickej praxi,

vstupnú kontrolu osôb a ich batožiny v rámci prevencie strát daného

objektu,

analýzu vzduchu, vody či zeminy pri požiaroch, priemyselných haváriách,

chemických teroristických útokoch a pod. (najmä mobilné).

Page 5: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

5

Počet prípadov použitia je teda značný. Jednotlivé druhy majú

často zároveň viacnásobné možnosti použitia.

Page 6: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

6

Podľa druhu vyhľadávanej (záujmovej) položky sa detektory pre

bezpečnostnú prehliadku osôb, batožiny a zásielok delia na:

detektory zbraní,

detektory výbušnín (alebo všeobecne nástražných výbušných systémov),

detektory drog,

detektory rádioaktívnych materiálov,

detektory iného kontrabandu.

Pritom zďaleka nie každý prístroj patrí do jednej skupiny. Napríklad moderný

röntgenový prístroj slúži pre vyhľadávanie všetkých záujmových položiek.

Page 7: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

7

Podľa typu fyzikálnej interakcie, ktorú detektor používa pre skúmanie

kontrolovaného objektu, si detektory pre bezpečnostnú prehliadku osôb,

batožiny a zásielok môžeme rozdeliť na:

detektory kovov,

röntgeny,

detektory stopových častíc (výbušnín a drog),

jadrová kvadropólová rezonancia,

milivízia,

gama-detektory,

ultrazvukové detektory,

atď.

Pre kvalitnú bezpečnostnú prehliadku musíme využiť kombináciu

niekoľkých prístrojov na rôznych fyzikálnych princípoch, ktorým

musíme rozumieť.

Page 8: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

8

4.2 Detektory kovovPodľa spôsobu použitia (www.rangersecurity.com, www.metor.net, www.sdms.co.uk,

www.ebingergmbh.de) si môžeme detektory kovov pre bezpečnostnú prehliadku

rozdeliť na:

1. ručné detektory kovov pre prehliadku osôb:

- detekcia zbraní,

2. prechádzajúce (rámové) detektory kovov pre prehliadku osôb:

- detekcia zbraní,

- prevencia firemných strát,

3. stolové detektory kovov pre prehliadku drobných došlých

poštových zásielok:

- detekcia nástražných výbušných systémov (ich

roznetových systémov),

4. detektory kovov v telových dutinách :

- osobné prehliadky vo väzeniach a na colniciach,

- prevencia firemných strát.

Page 9: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

9

Všetky detektory kovov pre vstupno-výstupné prehliadky objektov

využívajú vlastné budiace magnetické pole. Ich základom sú cievky schopné

vytvárať v priestore kontroly budiace časovo premenné magnetické pole a

snímať magnetické pole z tohto priestoru, v prípade prítomnosti kovov

(všeobecne vodičov) rôzne pozmenené. Detektory kovov registrujú nielen

feromagnetické kovy (magnetická oceľ), ale i neferomagnetické kovy (hliník,

nemagnetická oceľ, zlato) a sú schopné registrovať i tvrdé feromagnetiká (trvalé

magnety).

Page 10: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

10

Pre ich detekciu využívajú tri základné fyzikálne princípy:

neferomagnetické kovy (vodiče) detekujú na základe indukcie

vírivých prúdov v tomto vodiči,

feromagnetické kovy (látky) detekujú na základe zmien orientácií

magnetických domén (oblastí) v tejto látke,

tvrdé feromagnetiká (trvalé magnety) sú detekované len

relatívnym pohybom magnetu voči cievke.

Page 11: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

11

4.2.1 Princíp činnosti detektorov kovov

a) Indukcia vírivých prúdov

Budiace, časovo premenné magnetické pole detektora kovu indukuje

v každej myslenej uzavretej krivke v kontrolovanom priestore elektromotorické

napätie. Ale elektrický prúd môže túto krivku obiehať len vtedy, keď všetky jej

časti ležia vo vodivom prostredí. Túto podmienku spĺňa každý vodivý predmet.

Elektrické prúdy teda nevznikajú indukciou len v drôtových slučkách. V

kovových (vodivých) telesách najrôznejších tvarov sa indukujú prúdy, ktoré

vznikajú kruhovými pohybmi voľných elektrónov. Tieto prúdy sa nazývajú

vírivé prúdy alebo tiež Foucaultové prúdy. Vírivé prúdy vďaka ohmickému

odporu prostredia s časom menia svoju veľkosť a sú teda samotné zdrojom

časovo premenného magnetického, tzv. indukovaného poľa, ktoré je

registrované detektorom.

Page 12: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

12

Pretože veľkosť indukovaného napätia závisí na veľkosti budiaceho

magnetického poľa, ktorý prejde daným kovovým predmetom a väčšia povrchová

plocha kolmá k siločiaram budiaceho magnetického poľa preruší viac siločiar,

vyvolá tak táto plocha i silnejší signál. U prechádzajúceho detektoru kovu smerujú

silokrivky budiaceho poľa od jedného stĺpiku ku druhému. Dva kúsky rovnakého

kovu rovnakej hmotnosti ale rôznych tvarov môžu teda spôsobiť signály celkom

odlišnej veľkosti. Alebo napríklad kovová doska (neferomagnetická) spôsobí

ďaleko väčší signál, ak sa bude nachádzať v polohe kolmej k budiacemu poľu.

Page 13: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

13

Vďaka indukcii vírivých prúdov dávajú detektorom kovov signál

chladnej i strelnej zbrane zo zliatin nemagnetických kovov (hliník, meď),

rozbušné systémy nástražných výbušných systémov (vodiče, kontakty a

predovšetkým batérie či akumulátory - elektrolyt je vodivý), ale i ľudské

telo, ktoré obsahuje veľa vody s obsahom solí. Pole detektorov kovov pre

bezpečnostnú prehliadku je ale veľmi slabé (rádovo jednotky A.m-1). U

kontrolovaných objektov nepoškodí magnetické záznamové médiá, ľudské

kardiostimulátory a pod.

Page 14: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

14

b) Zmeny orientácií magnetických domén

Tento jav môžeme pozorovať u feromagnetík, látok pevného

skupenstva, ktorých najznámejším zástupcom je železo (Fe). U väčšiny

prvkov (čí aspoň ich molekúl) sa ich elementárne magnetické momenty

vzájomne rušia. Vo feromagnetikách sú však malé oblasti (domény), v

ktorých sú magnetické momenty atómov (molekúl) usporiadané súhlasne

(rovnobežne). Tieto oblasti majú teda nenulovú magnetizáciu. Smery

jednotlivých oblastí nie sú ale usporiadané, takže celkový magnetický

moment látky je opäť nulový. Až pôsobením vonkajšieho magnetického poľa

nastáva presúvanie rozhrania medzi oblasťami (doménami) v prospech

domén s väčšou kladnou zložkou magnetizácie v smere poľa, v silnejších

poliach tiež náhle zmeny orientácie celých častí magnetických oblastí.

Page 15: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

15

Aj menšia zmena intenzity vonkajšieho magnetického poľa môže teda

u feromagnetík spôsobiť značnú zmenu magnetizácie. Pri magnetovaní

feromagnetík striedavým magnetickým poľom, teda i budiacim magnetickým

poľom detektorov kovov, vznikajú v nich značné energetické straty. Tieto zmeny

magnetizácie, mierne časovo oneskorené za budiacim signálom, sú podobne

ako indukované pole vírivých prúdov registrované detekčnou cievkou. Pokiaľ je

feromagnetikum vodič, indukujú sa v ňom samozrejme i vírivé prúdy. Detekčný

signál spôsobený zmenami orientácií magnetických domén býva však väčšinou

ten hlavný, silnejší.

Page 16: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

16

Zmenou v orientácií magnetických domén bude signál znateľne

silnejší, ak sa budú ich magnetické momenty behom detekcie

usporadúvať v dlhom rade rovnobežnom so smerom budiaceho poľa.

Napríklad kovová feromagnetická doska vyvolá silnejší signál, ak sa bude

nachádzať v polohe rovnobežnej s budiacim poľom. Na druhej strane

bude veľkosť indukcie vírivých prúdov závislá na orientácii dosky presne

naopak.

Vďaka zmenám orientácie magnetických oblastí dávajú strelné

zbrane z magnetických materiálov, čo je väčšina, na detektoroch kovov

zvlášť veľký signál.

Page 17: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

17

c) Pohyb magnetov voči cievke

Trvalé magnety (tvrdé feromagnetiká) bývajú nevodivé, indukcia

vírivých prúdov teda u nich neprichádza do úvahy. Pri bežných teplotách u

nich nedochádza k premagnetovaniu ani pomerne silnými poľami. Zmena

orientácie magnetických domén teda u nich tiež neprichádza do úvahy. Pokiaľ

však bude trvalý magnet v takom relatívnom pohybe voči detekčnej cievke

(napr. osoba prenášajúca silný permanentný magnet bude rýchlo prechádzať

priechodovým detektorom kovov), že veľkosť indukčného toku (od trvalého

magnetu) pretekajúceho cievkou sa časom mení, bude sa týmto spôsobom v

detekčnej cievke indukovať napätie.

Page 18: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

18

Detekcia permanentných magnetov má len okrajový význam. Napríklad

aby dáta zaznamenané na magnetických médiách nachádzajúcich sa v

chránenom objekte nemohli byť poškodené sabotážou (silným magnetom).

Poznámka: Podľa podoby budiaceho magnetického poľa si súčasné

detektory kovov môžeme rozdeliť na dva druhy: frekvenčné systémy (systémy

s neprerušovaným potom; frequency-domain systems), u ktorých má budiace

pole sínusový priebeh, a pulzovo-indukčné systémy (Systémy s časovou

doménou, time-domain systems.), u ktorých má budiace pole podobu pulzov s

rýchlym poklesom, s časovými medzerami medzi impulzmi. Nedá sa

jednoznačne povedať, ktorá z dvoch technológií je v súčasnej dobe pre

prechodiace detektory vhodnejšia.

Page 19: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

19

4.2.2 Ručné detektory kovov

Ručné detektory kovov pre bezpečnostnú prehliadku osôb sa používajú

pre vyhľadávanie kovových zbraní, predovšetkým ručných strelných zbraní, u

osôb.

Ručné detektory kovov všeobecne lákajú svojou nižšou cenou. Je ale u

nich nevyhnutné vykonávať ručné skenovanie po povrchu celého tela z tesnej

vzdialenosti. A pretože jedno kývnutie ručným detektorom pokryje malú

plochu, je ručné skenovanie namáhavé a zdĺhavé. Druhým nedostatkom je, že

vzdialenosť kovového predmetu od detekčnej cievky (ktorá je samozrejme len

z jednej strany predmetu) je pri ručnom skenovaní vždy trochu iná. Sila signálu

pritom veľmi rýchlo klesá so vzdialenosťou a tak nastavovaním citlivosti

nemôžeme dosiahnuť tak kvalitné rozlišovanie veľkosti prenášaného predmetu

ako u prechodiacich detektorov.

Page 20: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

20

Z vyššie uvedených dôvodov sa ručné detektory kovov hodia pre

bezpečnostnú prehliadku osôb na stacionárnom stanovisku len núdzovo. Sú

však užitočným doplnkom prechodiacich detektorov kovov a to pre prípadné

presné dohľadanie polohy kovovej položky na tele osoby v prípade pozitívnej

detekcie prechodiacim detektorom a neschopnosti túto položku nájsť. Mnohé

prechodiace detektory totiž neurčujú polohu detekovaného predmetu buď

vôbec alebo len jej výšku.

Page 21: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

21

Pre tento účel je vhodnejšie, aby mali možnosť skrytej signalizácie -

vibračnú. Z dôvodu bezpečnosti svetelné signály nie sú vhodné, pretože by

rozptyľovali pozornosť zraku kontrolóra, rovnako tak signály zvukové, ktoré by

naviac mohli aj rušiť príjem zvuku z bezprostredného okolia. Hlavným dôvodom

je však to, že tieto signály by mohli podnietiť kontrolovanú osobu (osoby) k

útoku na policajta v okamihu odhalenia jej zbrane. Pritom kontrolovaná osoba,

na rozdiel od policajta, vie dopredu, kedy by tento okamih mohol nastať

a bezpečnostný pracovník sa väčšinou nachádza v nevýhodnej pozícii.

Vyhľadávanie zbraní u osôb je však zdĺhavé a má veľa falošných poplachov.

Page 22: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

22

4.2.3 Priechodzie (rámové) detektory kovov

Priechodzie detektory kovov („rámy“) slúžia predovšetkým pre

vyhľadávanie strelných i chladných zbraní u osôb pri ich vstupe do chránených

objektov. Pri zaistení náročnejších technicko - organizačných opatrení môžu

v rámci prevencie firemných strát slúžiť i k vyhľadávaniu drobných kovových

predmetov pre prehliadku osôb pri ich odchode z pracoviska. Možnosť

presného umiestnenia anténových sústav do oboch stĺpov prechodiaceho

detektora umožňuje dosiahnuť značne menších nežiaducich rozptylov poľa,

rovnomernej detekcie od hlavy až k päte a predovšetkým to, že veľkosť signálu

závisí len na veľkosti, tvare, polohe a vlastnostiach telesa a nie ako u ručných

detektorov kovov predovšetkým na momentálnej vzdialenosti cievky od telesa.

Page 23: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

23

To umožňuje efektívne využívanie nastavenia minimálnej úrovne

signálu pre vyhlásenie svetelnej a zvukovej signalizácie. Preto signál od

ľudského tela spolu so signálmi od drobných kovových súčiastok odevu

nespôsobuje falošné poplachy. Naviac to umožňuje rozlíšenie rôznych

kovových materiálov (v niektorých prípadoch), rozlíšenie jednotlivého kusu

vodivého predmetu (zbrane) od veľkého množstva vodivých predmetov (kľúče,

hodinky, náušnice, retiazka, pracky a pod.) čí približné určenie veľkosti

prenášaného predmetu. Moderné prechodiace detektory kovov využívajú

„skrížené polia“ a tak docieľujú menšej závislosti na polohe prenášaného

predmetu.

Page 24: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

24

Obr. 4.1 Prehliadka osoby priechodzím a ručným detektorom kovov

Page 25: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

25

Veľkou komplikáciou detekcie je vlastné ľudské telo, na ktoré môžeme pozerať

ako na veľký objem slanej vody. Vodivosť nie je síce taká vysoká ako u kovov,

ale povrch je v porovnaní s hľadanými predmetmi, napríklad zbraňami, ďaleko

väčší. Telo tiež skresľuje signál od hľadaného kovu a dva signály sa nemusia

vždy sčítať. Aj pri sčítaní môže byť skutočný výsledný signál znížený až o 25 %

oproti aritmetickému sčítaniu individuálnych signálov. Signál záujmovej položky

musí teda byť dostatočne veľký.

Cievky detektorov prijímajú i nežiaduce signály z okolia - tzv.

interferencie. Ich zdrojom môžu byť aj bežné zariadenia ako vetráky, motory,

svetelné zdroje, televízia a pod., ale i pohybujúce sa kovy v mieste pracoviska

ako chvejúce sa kovové časti steny, pohybujúce sa drôty, dvierka kovových

skriniek a pod. Rôzne interferencie môžu byť prístrojmi identifikované a často i

eliminované. Príčiny problémov v mieste pracoviska by mali byť starostlivo

odstránené, inak nemôže byť dosiahnutá medzná detekčná presnosť.

Page 26: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

26

Najznámejším využitím priechodzích detektorov kovov je detekcia

zbraní. Pri nej sa citlivosť prístroja nastaví tak, aby reagoval aj na najmenšie

typy zbraní, ktoré chceme detekovať, na menšie kovové predmety už ale nie.

V praxi sa za najmenšie zbrane volia maximálne minirevolvery a pištole,

napríklad podľa amerických predpisov (Fed Law 100-649) triedy 6 (čím väčšie

číslo, tým menšia zbraň). Pre predstavu, zbraňou tejto triedy je i minirevolver

NAA kalibru 22 z nerezovej zliatiny, dĺžky 10,5 cm, hmotnosti 104,9 g a

povrchu 24,9 cm2. Nastavovať vyššiu citlivosť nie je technický problém, ale

detektor potom stráca na efektívnosti, pretože počet falošných poplachov je

príliš vysoký. Tie sú vyvolávané rôznymi kovovými súčasťami odevu

prehliadaných osôb a rôznymi kovovými predmetmi v ich vreckách.

Page 27: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

27

Pre ochranu drobných objektov ako malá pobočka banky a pod. sú

veľmi výhodné automatické vstupy so zabudovaným prechodiacim

detektorom kovov. Tieto bezpečnostné priechody tvoria väčšinou dvojice za

sebou umiestnených automaticky posuvných dverí, ktoré sú vyrobené

obyčajne z priehľadného polykarbonátu s určitým stupňom nepriestrelnosti,

minimálne nerozbitnosti. V stenách malého uzavretého vstupného priestoru

medzi dverami sú zabudované cievky prechodiaceho detektoru kovov. V

žiadny okamih nie sú otvorené oboje dvere súčasne a vnútorné dvere sa

otvoria len vtedy, ak nie je v kontrolovanom vstupnom medzi priestore väčší

kovový predmet (osoba so zbraňou). Toto zabezpečenie chráni proti náhlym

vpádom lupičov so zbraňou v ruke, kedy stráž obsluhujúca samostatne stojaci

rám nemôže už nič robiť.

Page 28: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

28

4.2.4 Stolové detektory kovov

Stolové detektory kovov, označované tiež ako elektronické detektory

listových bômb či elektronické skenery pošty (www.s-dms.co.uk), sa

používajú pre bezpečnostnú kontrolu drobných doručených, predovšetkým

poštových zásielok, ak neobsahujú nástražný výbušný systém. Tieto

prístroje detekujú u nástražných výbušných systémov ich (predpokladané

„klasické“) výbušné systémy : batérie, drôtiky, kovové časti rozbušiek či

spínacích kontaktov. Vyspelejšie spracovanie signálov umožňuje, že

drobný kancelársky kovový materiál v pošte bežne sa vyskytujúci, ako

kancelárske sponky či drôtiky zo zošivačiek, nespôsobuje falošné

poplachy.

Page 29: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

29

Tieto neveľké prístroje sa umiestňujú na kancelárske stoly. Väčšie

doručené obálky sa vhadzujú do horného otvoru ich detekčného tunelu - sklzu.

Druhým, dolným otvorom potom vypadnú na stôl. Svetelná (v prípade

pozitívnej detekcie i zvuková) signalizácia potom oznamuje výsledok kontroly.

Tieto prístroje sú obľúbené pre rýchlosť kontroly, jednoduchosť

obsluhy a cenovú dostupnosť. Pre spoľahlivejšie zaistenie bezpečnosti a

predovšetkým pre ďalšiu prehliadku pozitívne označených doručených

zásielok (a tým vylúčenie väčšiny falošných poplachov) je vhodné mať k

dispozícii i menší röntgen a niektorý z detektorov stopových častíc. Pre

bezpečnostnú prehliadku väčších zásielok nie je táto metóda z dôvodu

veľkých detekčných signálov od neškodných položiek vhodná.

Page 30: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

30

4.2.5 Detektory kovov v telových dutinách

Tieto prístroje slúžia k detekcii malých kovových objektov ukrytých v

telových dutinách, konkrétne orálnych, análnych a vaginálných. Anténová

sústava pre kontrolu análnych a vaginálnych telových dutín býva zamontovaná v

robustnom drevenom kresle, anténová sústava pre kontrolu ústnej dutiny je v

kryte na držiaku namontovanom na strane operadla kresla.

Toto usporiadanie dovoľuje dôslednejšiu kontrolu než by tomu bolo len s

prechodiacimi a ručnými detektormi kovov. Bývajú schopné detekovať vo vyššie

uvedených telových dutinách napríklad zlatú guličku o priemere 4 mm. Kľúčik k

putám nachádzajúci sa v tele detekujú až na vzdialenosť okolo 15 cm od

senzoru.

Nachádzajú uplatnenie v rámci osobnej prehliadky predovšetkým u

väzenských služieb, ale i u polície a colníkov. Väzni sú kontrolovaní, či v sebe

neskrývajú napríklad kľúčik k putám, jednostrannú žiletku, klince, vrtáčiky, malé

nástroje, kovové kapsle pre transport drog a pod.

Page 31: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

31

4.3 Röntgeny- základný nástroj na

prehliadku batožiny a zásielok

Röntgeny sú základom prehliadky batožiny, poštových zásielok a v

poslednej dobe už aj nákladných kontajnerov a nákladných a osobných

automobilov. Podľa určenia (a veľkosti) si ich môžeme rozdeliť na röntgeny :

Page 32: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

32

1. Prenosné röntgeny - zdroj röntgenového žiarenia, detekčná časť a

zobrazovacia časť sú samostatné jednotky. Zdroj žiarenia a detekčná časť sa

umiestňujú na protiľahlé strany kontrolovaného predmetu. So zobrazovacou

(a zároveň ovládacou) časťou s napájacím akumulátorom sú prepojené

káble. Kontrolovaný objekt je zdrojom ožarovaný naraz (v jednom okamihu) a

detekčná časť tvorí plochu na druhej strane.

Tieto röntgeny sú neodmysliteľnou výbavou policajných pyrotechnikov

pri skúmaní podozrivých predmetov. Využívajú ich ale aj colníci (napr. kontrola

vnútrajšku dverí automobilov a pod.) a operatívne zložky polície (vyhľadávanie

odpočúvacích zariadení v stenách a pod.).

Page 33: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

33

2. Komorové röntgeny s ručným vkladaním - u týchto röntgenov

tvorí zdroj röntgenového žiarenia a detekčná časť spolu s komôrkou pre

kontrolovaný objekt jeden celok. Zobrazovacia časť (pokiaľ je elektronická) a

ovládacia klávesnica môžu byť samostatné. Kontrolované predmety sa do

komory vkladajú a spätne vyberajú ručne. Kontrolovaný objekt je zdrojom

ožarovaný naraz (v jednom okamihu) a detekčná časť tvorí plochu na druhej

strane.

Tieto röntgeny (www.sdms.co.uk) sa využívajú predovšetkým pre

kontrolu došlých zásielok - dopisov, malých i stredne veľkých (podľa veľkosti

konkrétnej komory) balíkov, či neobsahujú nástražný výbušný systém.

Vzhľadom k nižšej nákupnej cene sú vhodné pre kontrolu zásielok u menších

objektov.

Page 34: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

34

3. Pásové röntgeny - u nich sa kontrolované predmety pohybujú po

dopravníkovom páse cez tunel. Zdroj(-e) röntgenového žiarenia a detekčná

časť(-i) sa nachádzajú po stranách tunelu (bočných a/lebo hornej a spodnej).

Zdroj väčšinou ožaruje kontrolovaný objekt v tunelu v „tenkej rovine“ kolmej na

pohyb dopravníkového pásu a detekčná časť tvorí pruh na protiľahlej strane. U

röntgenov so spätným rozptylom prebieha v tejto rovine tenký lúč, detekčná

časť pre spätne rozptýlené žiarenie tvorí plochu na strane zdroja. Skenovanie

v pozdĺžnom smere zaisťuje pohyb batožiny po páse.

Page 35: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

35

Obr. 4.2 Pásový röntgen - základ prehliadky batožín

Page 36: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

36

Pásové röntgeny vďaka skenovacím princípom umožňujú využitie

najmodernejších princípov, existujú teda i v tých najvyšších generáciách,

ktoré dokážu automaticky detekovať nebezpečné položky, ktoré by mohli

byť výbušninami a drogami. Umožňujú tiež kontrolovať vysoký počet

batožiny za jednotku času. Existujú od malých prevedení, určených len pre

malé príručné batožiny a zásielky, až po veľké prevedenia, určené pre

kontrolu menších prepravných kontajnerov. Pásové röntgeny majú veľmi

široké využitie, od kontroly batožiny na letiskách, u vstupov do chránených

objektov, vo väzniciach, na colniciach až po kontrolu zásielok či

zabezpečovanie verejných akcií.

Page 37: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

37

4. Obrie röntgeny na prepravné kontajnery a kamióny - majú

podobný skenovací princíp ako röntgeny pásové, ale kamión (nákladný

kontajner, automobil) je röntgenom preťahovaný plynulou rýchlosťou.

(www.heimannsystems.com)

Tieto röntgeny využívajú predovšetkým colníci a hraničná polícia

na cestných hraničných priechodoch, na letiskách, v prístavoch. Hlavne

mobilné prevedenie na nákladnom automobile využívajú aj iné organizácie.

Page 38: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

38

Obr. 4.3 Obrí röntgen so spätným rozptylom

Page 39: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

39

5. Röntgeny na osoby - tu je zdroj röntgenového žiarenia s

detekčnou časťou obyčajne v spoločnej skrini a kontrolovaná osoba sa k tejto

skenovacej jednotke postaví najprv čelom a potom chrbtom. Na týchto dvoch

snímkach sú potom vidieť len predmety ukryté pod oblečením (nie v

ľudských útrobách). Aj keď dávka ožiarenia, ktorú kontrolovaná osoba pri

prehliadke získa, je vďaka využívaniu spätného rozptylu (viď. ďalej)

minimálna, predsa sa pre odpor verejnosti príliš nerozšíril.

Existujú aj röntgeny, u ktorých sú zdroj a detekčná časť na

protiľahlých stranách a u kontrolovanej osoby sú vyhľadávané i predmety

ukryté v jej útrobách.

Page 40: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

40

4.3.1 Princíp činnosti a konštrukcie röntgenov

Činnosť röntgenov je založená na absorpcii rozptýleného

röntgenového žiarenia v materiály skúmaných objektov. Na jednej strane

skúmaného objektu je zdroj röntgenového žiarenia a na strane protiľahlej (u

spätného rozptylu na tej istej strane) detekčná časť.

Rôntgenové žiarenie je časťou elektromagnetického spektra s veľmi

krátkou vlnovou dĺžkou - zhruba 20 až 10-5 nm (energia fotónov 0,05 až 100

MeV). Pritom označenie „röntgenov“ a „gama-žiarenie“ sa týka pôvodu tohto

žiarenia: röntgenové žiarenie je spojené s elektrónovými procesmi, gama-

žiarenie sprevádza procesy v jadre. Pokiaľ ide o vlnové dĺžky, oba obory sa

značne prekrývajú.

Page 41: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

41

Zdroj žiarenia

Zdrojom žiarenia u röntgenov sú na vysoké vákuum vyčerpané

röntgentky. Najkratšia možná vlnová dĺžka tohto žiarenia (odpovedajúca

najviac energetickému žiareniu, najvyššej energii fotónov a teda i najvyššej

prenikavosti žiarenia) je daná urýchľujúcim napätím na röntgentke.

Röntgenky obsahujú dve elektródy: žeravenú katódu a chladenú

anódu. Elektróny sú vytrhované z katódy, urýchľované silným elektrickým

poľom a dopadajú vysokou rýchlosťou na anódu. Pri dopade sa ich vysoká

kinetická energia mení na vysokoenergetické kvantum elektromagnetického

žiarenia - röntgenovský fotón. Výsledné, tzv. brzdné (impulzové, nárazové)

žiarenie má spojité spektrum.

Page 42: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

42

Urýchľujúce napätie U medzi katódou a anódou sa pohybuje od 40

kV (stolné röntgeny pre prehliadku dopisov a malých balíkov) až do 160 kV

(pásové röntgeny). Obrie röntgeny na prehliadku paletizovaných nákladov a

kontajnerov používajú napätie ešte vyššie (zhruba 400 kV), pre

zabezpečenie prieniku žiarenia i materiály s veľmi vysokou hustotou. Pri

vysokom napätí sa nám ale z röntgenového obrazu strácajú nie príliš silné

vrstvy organických materiálov, ktoré vysoko energetické žiarenie takmer celé

neabsorbujú.

Takže čím je vyššie napätie na röntgentke, tým kratšie vlnové dĺžky

röntgenového žiarenia a tým je i prenikavejšie žiarenie. Tým skôr však

nerozoznáme slabú vrstvu organického materiálu.

Page 43: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

43

Detekčná časť

Detekčná časť vo väčšine prípadov (u pásových röntgenov

výlučne) prevádza dopadajúce röntgenové žiarenie na elektrické signály.

Z nich sa potom po príslušnom, rôzne zložitom elektronickom

(počítačovom) spracovaní vytvára klasický televízny obraz. Detekčná časť

(s výnimkou röntgenov so spätným rozptylom) je tvorená sústavou

detekčných elementov, z ktorých každý poskytuje oddelený signál.

Detekčné elementy bývajú polovodičové alebo scintilačné s

fotodiódami. (V polovodičových detektoroch produkuje dopadajúce

röntgenové žiarenie pár elektrón - diera. U scintilačných materiálov

spôsobuje absorpcia radiácie zase excitáciu elektrónov ich atómov. Keď

tieto elektróny padajú späť do pôvodného stavu, je prebytočná energia

vyžarovaná vo forme svetla. To je detekované fotónkami.)

Page 44: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

44

Táto detekčná sústava tvorí u röntgenov s nehybným skúmaným

objektom obdĺžnikovú plochu. U pásových röntgenov sú detekčné elementy

usporiadané do stĺpca, prípadne do zvislej rady lomenej v tvare obráteného

písmena L, aby nedochádzalo k „zrezávaniu rohov“, u väčšiny objektov.

Röntgenové žiarenie z röntgentky je obmedzené oloveným tienením, ktoré má

len zvislú pozdĺžnu štrbinu, ktorá sa nachádza na strane pásu oproti rade

detekčných elementov. Skenovanie vo vodorovnom smere zaisťuje

rovnomerný priamočiary pohyb skúmaných objektov po dopravníkovom páse,

čo umožňuje vykonanie lepšieho obrazu (viď. spätný rozptyl).

Röntgeny s ručným vkladaním používajú obyčajne lacnejšie riešenie -

fluorescenčné tienidlá so zrkadlom.

Page 45: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

45

Iba u prenosných či malých laboratórnych röntgenov sa prípadne

stále ešte jednorázovo vyrába röntgenový snímok na príslušne citlivý, rýchlo

vyvolateľný (polaroidný) fotografický materiál vo veľmi plochej kazete

alebo na mnohonásobne použiteľné elektroluminiscenčné panely. Tieto

spôsoby sú pre pyrotechnikov výhodné pre možnosť vsunutia veľmi plochých

kaziet (panelov) do malej medzery napríklad medzi podozrivým odpadkovým

košom a stenou a vyrobiť tak snímok v požadovanom smere bez manipulácie

s košom. Sú však ochudobnené omnoho ďalších technických vymožeností.

Page 46: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

46

Interakcia žiarenia s materiálom skúmaného objektu

Röntgenové žiarenie je vysoko prenikavé, napriek tomu pôvodná

intenzita dopadajúceho žiarenia Io [Wm-2] klesne po priechode látkou hrúbky d

[m] podľa približného empirického vzťahu na hodnotu I = Io e-md, kde m [m-1] je

celkový lineárny koeficient zoslabenia.

Ten je daný súčtom: m = mf + mc + mp, kde mf je koeficient

zoslabenia daný fotoelektrickým javom, mc - Comptnovým rozptylom a mp

tvorbou elektrónových párov.

Fotoelektrický jav a tvorba elektrónového páru sú javy absorpčné,

časť röntgenového žiarenia je materiálom pohltená. Pri Comptonovom alebo

spätnom rozptyle je daná časť žiarenia rozptyľovaná približne rovnomerne do

všetkých smerov.

Page 47: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

47

4.3.2 Pásové röntgeny I. generácie

Pásové röntgeny sú základom väčšiny bezpečnostných prehliadok

batožiny, využíva sa pri nich najviac rôznych fyzikálnych princípov a

predovšetkým najnovšie generácie existujú len v pásovom prevedení,

preberieme generácie röntgenov práve pre röntgeny pásové.

Za röntgeny I. generácie možno považovať všetky röntgeny, ktoré

aspoň orientačne neurčujú druhy látok, ako je tomu u nižšie popisovaných

röntgenov II a III. generácie. Medzi röntgeny I. generácie patria niektoré

cenovo prístupnejšie pásové röntgeny, niektoré obrie „preťahovacie“

röntgeny a zatiaľ, bohužiaľ, všetky röntgeny prenosné, malé stolové alebo

röntgeny s ručnou manipuláciou.

Page 48: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

48

Prevedenie röntgenov s dopravníkovým pásom má pre prehliadku

väčšej batožiny viac výhod i v prípade I. generácie. Uľahčuje to samozrejme

prácu obsluhy pri prehliadke väčšieho množstva rozmernejšej a ťažšej

batožiny a umožňuje to zvýšiť počet odbavených kusov za jednotku času.

Musíme si ale tiež uvedomiť, že pre získanie röntgenového obrazu

(trojrozmerného telesa) neskresleného v oboch dvoch smeroch by sme

potrebovali ožarovať toto teleso rovnobežným zväzkom röntgenových lúčov.

Tomu sa lepšie približujeme pri malých rozmeroch zobrazovaných telies,

kedy vzdialenosť rontgenky od telesa býva podstatne väčšia ako rozmery

telesa.

Page 49: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

49

U pásových röntgenov ale bývajú rozmery kontrolovanej batožiny

väčšie a röntgentky nie je možné umiestniť do väčšej vzdialenosti. Röntgeny s

pásovým dopravníkom však umožňujú využiť systém skenovania (popísaný

vyššie v častí „Detekčná časť“), ktorý odstraňuje deformácie obrazu vo

vodorovnom smere. Toto skenovanie zároveň zvyšuje kvalitu obrazu, pretože

na detekčnú časť dopadá v daný okamih prakticky len žiarenie prejdené v danej

zvislej rovine a nie ešte súčasne časť Comptnového žiarenia z celého telesa,

ktoré má smer k detekčnej sústave.

Page 50: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

50

4.3.3 Pásové röntgeny II. generácie

Pásové röntgeny druhej generácie umožňujú rozlišovať medzi

organickými, anorganickými a kovovými materiálmi. Rozlíšenie sa znázorňuje buď

farbami alebo pomocou dvoch čiernobielych monitorov.

Obr. 4.5 Zobrazenie batožiny metódou dvojitej energie röntgenom II. generácie(vľavo), len s rozlíšením organických, anorganických a kovových materiálov alebo III. generácie

(vpravo) s automatickým označením výbušniny – červenou farbou

Page 51: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

51

a)Dvojaká energia

Značne rozšíreným spôsobom, zvyšujúcim schopnosti röntgenov pri

vyhľadávaní záujmových položiek, je využívanie tzv. princípu „dual-energy“,

alebo dvojaká energia röntgenového žiarenia. Táto metóda umožňuje

rozpoznávať druhy materiálov v kontrolovaných predmetoch. Tu metódu

dvojakej energie popisujeme v rámci röntgenov II. generácie, v technicky

prepracovanejšom prevedení umožňuje i rozpoznávanie pravdepodobných

výbušnín a drog a patrí potom do III. generácie.

Podstatou metódy dvojakej energie je využitie toho, že veľkosť

všetkých troch koeficientov absorpcie röntgenového žiarenia závisí nielen na

druhu látky (konkrétne na jej hustote a priemernom protónovom čísle), ale i na

vlnovej dĺžke röntgenového žiarenia. Teda na energii jednotlivých

röntgenových fotónov.

Page 52: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

52

Pri metóde dvojakej energie sa urobia dve „zhodné" snímky

kontrolovaného objektu, líšiace sa len hodnotou energie röntgenových

fotónov. Teda vlnovými dĺžkami röntgenového žiarenia. Zo vzájomného

porovnania týchto dvoch snímok potom počítač odhadne hustotu a priemerné

protónové číslo materiálov. Výsledok zobrazí na jednom monitore, na ktorom

druhy materiálov odlíši farebne. Moderné pásový röntgeny využívajúce

metódu „dual energy“, prípadne metódu „multi-energy“, mávajú napríklad

dvojnásobný počet detekčných elementov než štandardné röntgeny s tým, že

jednotlivé časti detekčnej plochy snímajú röntgenové žiarenie spadajúce vždy

do daného energetického rozsahu.

Page 53: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

53

Menšie röntgeny metódu dual-energy nevyužívajú, bolo by to relatívne

príliš nákladné. Ich prípadné farebné displeje len priraďujú farby odtieňom

šedej. Väčšina pásových röntgenov s klasickou „dual energy“, priraďuje farby

látkam s vyšším (kovy) a nižším (výbušniny, drogy, plasty, papier, textil)

protónovým číslom. Nanešťastie organické položky vyrobené z textilu, papieru,

plastov a potravín dominujú obsahu kontrolovanej batožiny. Efektívnosť týchto

systémov je veľmi obmedzená chýbaním rozlíšenia v organickej oblasti a ich

neschopnosti presne identifikovať záujmové materiály, ktoré sú umiestnené v

preplnenom, neusporiadanom prostredí alebo za inými položkami. Napríklad

organická položka môže byť nesprávne identifikovaná systémom s dvojitou

energiou ako neorganická alebo kovová, ak je umiestnená za nejakou kovovou

položkou.

Page 54: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

54

b) Spätný rozptyl

Ďalšou možnosťou, ako zvýšiť schopnosti röntgenov pre prehliadku

batožiny, je využiť spätný rozptyl röntgenového žiarenia (Comptonov rozptyl

alebo tzv. „backscatter") (www.as-e.com). Pri ňom je kontrolovaný objekt v

smere zvislom skenovaný tenkým röntgenovým lúčom. Atómy kontrolovaného

objektu rozptyľujú malú časť žiarenia všetkými smermi. Na rovnakej strane ako

röntgentka je i detekčná sústava. Tá sníma len žiarenie spätne rozptýlené

(presnejšie jeho časť), atómy kontrolovaného objektu, ktoré sú v daný okamih

ožarované. Podľa veľkosti signálu detekovaného v tento okamih potom na

monitore svieti i polohou zodpovedajúci svetelný bod. Comptonov jav je

prevládajúcim pre látky s nízkym protónovým číslom.

Page 55: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

55

Na obraze zo spätne rozptýleného žiarenia budú teda látky s nízkym

protónovým číslom (výbušniny, drogy, plasty, papier, kože) zobrazené ďaleko

intenzívnejšie (voči látkam ťažším ako kovy), než je tomu u klasického zobrazenia

prejdeného žiarenia. Takto môžeme dosiahnuť podobného výsledku ako u metódy

dvojakej energie. Spolu s obrazom spätného rozptylu sa súčasne robí i klasický

obraz žiarenia prechádzajúceho (okrem röntgenu osôb).

Obr. 4.6 Schéma röntgenu so spätným rozptylom(a- röntgenová trubica, b,c) kolimátor, (tienenie), d) štrbina, e) koleso so štrbinami, f) tenký, kolmo

skenujúci lúč, g) detektor spätného rozptylu, h) časť spätne rozptýleného žiarenia, i) dopravníkový pás, j) detektor prechádzajúceho žiarenia)

Page 56: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

56

Výhodou oproti metóde dvojakej energie je to, že i keď bude napríklad

za balíčkom výbušniny silnejšia kovová doska, systém detekcie spätného

rozptylu na strane balíčka výbušninu kvalitne zobrazí (preto sa montujú tieto

systémy dva na jeden dopravníkový pás - každý z jednej strany). Naproti tomu u

systému s dvojakou energiou môže takáto doska výbušninu či drogu celkom

zamaskovať, bez ohľadu na poradie balíčku a dosky. Na druhú stranu i pomerne

tenká vrstva kovu, pokiaľ sa bude nachádzať z oboch strán záujmovej organickej

položky, môže žiarenie od tejto položky spätne rozptýlené blokovať a tak ju vo

výslednom obraze celkom eliminovať.

Rovnako ako klasické systémy s dvojakou energiou i tieto systémy

prezentujú bežné organické materiály a záujmové materiály v organickej oblasti

((drogy, výbušniny) bez vzájomného odlíšenia.

Page 57: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

57

Pásové röntgeny so spätným rozptylom sú podstatne menej rozšírené

než systémy s dvojakou energiou, ktoré doznal ďalšieho značného vývoja a

dosiahli III. generáciu. Javia sa ale do budúcnosti ako ich vhodný doplnok (viď.

kapitola „Röntgeny tretej generácie,“).

Obr. 4.7 Röntgenová metóda spätného rozptylu nám u osôb zobrazí ukryté zbrane

Page 58: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

58

V kategórii obrích röntgenov pre kontrolu nákladných automobilov a

pod. má táto metóda veľké perspektívy (www.as-e.com) a oproti klasickej

dvojakej energii nesporné výhody, ako pre skenovanie lúčom tak najmä pre

detekciu organického materiálu (osoby, kontraband z ľahších prvkov) pri

pravej alebo ľavej strany nákladného priestoru. Dvojaká energia stráca pre

väčšie množstvo kovov na účinnosti.

Ďalšie možné využitie je pre povrchové skenovanie osôb, kedy

poskytuje kvalitný obraz. Zobrazované sú teda predmety ukryté pod odevom

alebo v odeve, ako zbrane, včítane keramických, balíčky s drogou alebo

výbušninou a pod. Nasadenie ale naráža na všeobecný odpor verejnosti a

rastie tu konkurencia v podobe milivízie (viď. príslušná kapitola), ale i

ultrazvuku.

Page 59: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

59

4.3.4 Pásové röntgeny III. Generácie

Vyššie popisované röntgeny s klasickým systémom dvojakej energie či

spätného rozptylu rozoznávali iba dve (maximálne tri - organické, anorganické a

kovové) rôzne materiálové kategórie - látky organické a anorganické, a to na

röntgenovej snímke len z jedného smeru. Ako i prax ukázala, toto pre spoľahlivú

a uspokojivú detekciu, najmä automatickú, stále nestačí. Riešenie ponúkajú

röntgeny tretej generácie, buď ďalej zdokonaľujú princíp dvojakej energie alebo

súčasne spracovávajú snímky kontrolovaného objektu z viacerých strán.

Röntgeny III. generácie dokážu rozlíšiť látky s hustotou a

protónovým číslom výbušnín alebo drog od ostatných organických

materiálov.

Page 60: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

60

a)Röntgeny s dvojakou energiou

Vypracované röntgeny s dvojakou energiou sú schopné presnejšieho

určovania hustoty a priemerného protónového čísla skúmaných látok a to do tej

miery, že sú schopné odlíšiť látku, ktorá týmito parametrami zodpovedá

niektorému typu výbušniny či drogy od ostatných organických materiálov v

kontrolovanej batožine. Jeden možný spôsob spolieha na zdroj röntgenového

žiarenia o dvoch rôznych energiách, iný spočíva vo výkonnejšom spracovaní dát

z vylepšenej zdvojenej detekčnej sústavy (jednej sústavy s energetickými

filtrami). Ešte dokonalejšie je vyrobenie röntgenových obrazov objektu metódou

dvojakej energie z dvoch navzájom kolmých smerov (pri jednom priechode

objektu röntgenom).

Page 61: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

61

Existujú aj röntgeny s dvojakou energiou doplnené o hardwarový a

softwarový modul využívajúci spätne rozptýlené Comptonovo žiarenie z už

existujúceho zdroja. Toto zvyšuje citlivosť systému na tenké položky zo

záujmových materiálov bez toho, aby to ovplyvňovalo priechodnosť systému

(dobu potrebnú na kontrolu jedného objektu).

Page 62: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

62

Automatická detekcia

Pri veľkom množstve kontrolovanej batožiny za smenu nevydrží byť

žiadny človek dostatočne bdelý. Preto je nevyhnutné, aby viac vyťažené röntgeny

boli vybavené automatickou detekciou. Automatická detekcia sa dočkala

značného rozšírenia v spojení so systémami s dvojakou energiou, spätným

rozptylom, ale hlavne s röntgenmi III. a vyššej generácie.

Základný princíp je jednoduchý: Keď počítač zistí, že látka, ktorej hustota

a priemerné protónové číslo zodpovedá nejakému typu výbušniny či drogy,

zaujíma na röntgenovom obraze plochu, ktorej intenzita stmavnutia (rastie s

hrúbkou položky) a zároveň celková veľkosť (rastie s veľkosťou položky)

presiahne dané, dopredu nastavené hranice, označí daný objekt za podozrivý.

Úroveň týchto hraníc si môže obsluha sama nastaviť. Pri vysokých úrovniach

hrozí, že skôr automatickou detekciou prejde nejaká nebezpečná položka menšej

veľkosti. Pri nízkych úrovniach bude zase obsluha musieť príliš veľký počet

obrazov preskúmavať osobne.

Page 63: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

63

Röntgeny III. generácie s dvojakou energiou majú pri automatickej

detekcii rozhodovaciu dobu prijateľne nízku okolo 2 až 5 sekúnd na batožinu.

To ich, spolu s relatívne prijateľnou cenou, predurčuje pre prvý stupeň kontroly

objektov, ktorý je potom automatický. V praxi automatická detekcia röntgenov

III. generácie vyčlení bez akýchkoľvek požiadaviek pozorovania a

rozhodovania obsluhy približne 80% kontrolovaných objektov ako

bezproblémových, t.j. s najväčšou pravdepodobnosťou neobsahujúce

výbušniny, drogy, zbrane či jadrový materiál. Len obrazy zostávajúcich 20%

objektov musí obsluha preskúmať a rozhodovať, čo s nimi.

Page 64: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

64

b) Röntgeny s počítačovou tomografiou

Najmä u väčšej batožiny s pestrým obsahom sú výraznejšie problémy s

tým, že snímka záujmovej položky (výbušniny, drogy) je prekrývaná snímkou

väčšieho počtu neškodných položiek nachádzajúcich sa pred ňou a za ňou. S

týmto problémom sa výborne vysporiadávajú bezpečnostné röntgeny s

počítačovou tomografiou (computed tomographic či často skrátene CT).

(www.invision-tech.com) Tu sú zaradené medzi röntgeny III. generácie, ale najmä

modernejšie prevedenie s rýchlejším vyhodnotením by sa dalo zaradiť i do

generácie vyššej. „Obyčajný“ pásový röntgen najskôr vyrobí „klasickú“ snímku

kontrolovanej batožiny a obsluha si zvolí miesta priečneho rezu , ktorých kvalitné

zobrazenie chce urobiť. Batožina sa potom automaticky posunie a zastaví sa vo

vlastnej „tomografickej" časti röntgenu pre vyrobenie snímky prvého rezu. V tejto

priečnej rovine sa okolo tunelu s pásom plynulo otáča koleso. To na jednom konci

nesie zdroj röntgenového žiarenia a na protiľahlom detekčnú časť.

Page 65: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

65

a) b) c)

Obr. 3.8 Batožina s výbušninou a jej röntgenové snímky počítačovou tomografiou

a) List plastickej výbušniny v batožine, b) Konvenčná röntgenová snímka s výberom

miest priečnych rezov, c) CT snímka batožiny s automatickým označením výbušniny)

Page 66: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

66

Systém tak v priebehu pár sekúnd vyrobí mnoho snímok daného rezu,

ale vždy v inom smere. Na základe vzájomného porovnania týchto snímok

môže počítač určiť útlm röntgenového žiarenia v každej pomyselnej „tehličke“

danej vrstvy. Pretože môžeme predpokladať, že v tejto malej tehličke je

materiál homogénny, poznáme jeho tzv. CT hustotu, danú jeho hmotnostnou

hustotou a priemerným protónovým číslom. Môžeme teda nielen určiť druh

materiálu každej skúmanej vrstvy a i celú vrstvu kvalitne zobraziť. Kolesá sa

otáčajú s geometrickou presnosťou okolo 0,1 mm.

Page 67: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

67

Okrem klasického obrazu, obrazu jednotlivých vrstiev s farebným

rozlíšením rôznych materiálov, môžu bezpečnostné röntgeny s CT zobrazovať

tiež virtuálny trojdimenzionálny obraz skúmaného objektu s farebným odlíšením

záujmových materiálov.

Nákupná cena týchto röntgenov je však vysoká a doba potrebná pre

automatickú kontrolu jedného objektu je tiež relatívne väčšia - až okolo 15

sekúnd. Preto sú vhodnejšie skôr pre druhý či tretí stupeň kontroly menšieho

počtu objektov, vytipovaných predchádzajúcimi stupňami kontroly.

Page 68: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

68

4.3.5 Pásové röntgeny IV. Generácie

Do röntgenov IV. generácie môžeme počítať aj röntgeny s

počítačovou tomografiou, ktoré ako prvé na svete splnili prísne kritériá pre

spoľahlivosť detekcie výbušnín.

Nastupujú tu ale aj ďalšie dva zaujímavé princípy. Jedným z nich je

röntgenovanie batožiny dvojakou energiou z troch rôznych smerov

(zvierajúcich vzájomné uhly 60°) a následne súčasné počítačové

vyhodnotenie snímok. (www.vividusa.com) Sú teda potrebné tri páry zdroj -

detekčná sústava. Tieto páry sú rozmiestnené pozdĺž pásu za sebou. Pri

prehliadke sa pás nemusí zastavovať a röntgen dobre detekuje i tenké pláty

plastických výbušnín tienených kovmi.

Page 69: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

69

Druhým princípom je röntgenová difrakcia. (www.heimannsystems.com)

Pred ňou je zaradený röntgen III. generácie s dvojakou energiou. Ten má však,

ako sme si vysvetlili, značný počet falošných poplachov. Batožina s podozrivou

položkou sa potom na páse zastaví u röntgenovej difrakcie. Tu nadíde nad

podozrivú položku zdroj tenučkého, ale intenzívneho röntgenového lúča. Ten z

hora podozrivú položku presvecuje. Pod pásom, na druhej strane, je detekčná

sústava. Tá však nesníma intenzívny röntgenový lúč priamo vo svojom strede,

ale len slabé, tzv. difrakčné krúžky, spôsobené röntgenovým žiarením

difraktovaným na atómovej štruktúre podozrivej položky. Z týchto krúžkov

potom možno určiť, či sa jedná o výbušninu alebo nejakú inú, neškodnú látku

(čokoláda, syr a pod.).

Page 70: 4  DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

70

Použitá literatúra :

- Tallo, A. a kolektiv : Technické systémy a prostriedky polície, Bratislava

2001 (prevzatý text)

Obsah publikácie :

• Technické systémy a prostriedky polície – súčasť

policajných vied,

• Telekomunikačné systémy polície

• Detektory pre bezpečnostnú prehliadku osôb, batožín

a zásielok

• Optoelektronické prístroje pre pozorovanie v noci

• Paralyzujúce technické prostriedky

• Technické a informačné zabezpečenie vozidiel

• Subsidiárne technické prostriedky