nbsprotВестник войск РХБ защитыJournal of NBC Protection Corps2587-57283034-279127 Научный центр10.35825/2587-5728-2022-6-4-355-364dvoljhnbsprot-35Research ArticleВооружение и средства войск РХБ защитыWeapons and Means of NBC Protection TroopsПрименение современных технических средств химической разведки и контроля для обнаружения и идентификации взрывчатых веществApplication of Modern Technical Means of Chemical Reconnaissance and Control for the Detection and Identification of ExplosivesИноземцевВ. А.InozemcevV. A.

Иноземцев Валерий Александрович. Начальник института, д-р воен. наук.

412918, г. Вольск-18, ул. Краснознаменная, д. 1

Valery Alexandrovich Inozemcev. Head of Institute, Doctor of Military Sciences.

Krasnoznamennaya Street 1, Volsk-18, Saratov Region, 412928

33cnii-ito@mil.ruЕфимовИ. Н.EfimovI. N.

Ефимов Игорь Николаевич. Начальник отдела, канд. техн. наук.

412918, г. Вольск-18, ул. Краснознаменная, д. 1

 

Igor’ Nikolaevich Efimov. Associate Professor, Head of Department, Candidate of Technical Sciences.

Krasnoznamennaya Street 1, Volsk-18, Saratov Region, 412928

33cnii-ito@mil.ruПозвонковА. А.PozvonkovA. A.

Позвонков Андрей Александрович. Заместитель начальника отдела, канд. техн. наук.

412918, г. Вольск-18, ул. Краснознаменная, д. 1

 

Andrey Aleksandrovich Pozvonkov. Deputy Head of Department, Candidate of Technical Sciences.

Krasnoznamennaya Street 1, Volsk-18, Saratov Region, 412928

33cnii-ito@mil.ruСамородовА. С.SamorodovА. S.

Пономарев Владимир Николаевич. Старший научный сотрудник.

412918, г. Вольск-18, ул. Краснознаменная, д. 1

 

Aleksandr Sergeevich Samorodov. Senior Researcher, Candidate of Technical Sciences.

Krasnoznamennaya Street 1, Volsk-18, Saratov Region, 412928

 

33cnii-ito@mil.ruПономаревВ. Н.PonomarevV. N.

Самородов Александр Сергеевич. Старший научный сотрудник.

412918, г. Вольск-18, ул. Краснознаменная, д. 1

 

Vladimir Nikolaevich Ponomarev. Senior Researcher, Candidate of Technical Sciences.

Krasnoznamennaya Street 1, Volsk-18, Saratov Region, 412928

 

33cnii-ito@mil.ruКолбиневС. С.KolbinevS. S.

Колбинев Сергей Сергеевич. Научный сотрудник.

412918, г. Вольск-18, ул. Краснознаменная, д. 1

Sergey Sergeevich Kolbinev. Researcher.

Krasnoznamennaya Street 1, Volsk-18, Saratov Region, 412928

33cnii-ito@mil.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт» Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияFederal State Budgetary Establishment «33 Central Scientific Research Test Institute» of the Ministry of Defense of the Russian FederationRussian Federation20221705202364355364Copyright © Иноземцев В.А., Ефимов И.Н., Позвонков А.А., Самородов А.С., Пономарев В.Н., Колбинев С.С., 20232023Иноземцев В.А., Ефимов И.Н., Позвонков А.А., Самородов А.С., Пономарев В.Н., Колбинев С.С.Inozemcev V.A., Efimov I.N., Pozvonkov A.A., Samorodov А.S., Ponomarev V.N., Kolbinev S.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nbsprot.ru/jour/article/view/35

Анализ возможностей современных образцов технических средств химической разведки и специального оборудования комплексов химического контроля свидетельствует о принципиальной возможности оперативного обнаружения минно-взрывных устройств (МВУ) путем идентификации входящих в состав МВУ взрывчатых веществ и сопутствующих технологических примесей. Цель работы – анализ возможностей применения современных технических средств химической разведки и контроля для обнаружения и идентификации взрывчатых веществ. Для достижения данной цели проводилась оценка аналитических характеристик и конструктивных особенностей технических средств химической разведки и реализованных в них методов индикации для определения возможности обнаружения и идентификации компонентов МВУ в различном агрегатном состоянии. В рамках статьи показана возможность использования специальных войсковых газосигнализаторов, функционирующих на основе метода спектрометрии ионной подвижности (СИП), для подтверждения факта присутствия паровой фазы взрывчатых веществ и сопутствующих им объектов индикации. Оценка проведена на основании анализа физико-химических свойств пероксидов и азотсодержащих взрывчатых веществ и сравнения достижимых концентраций паровой фазы азотсодержащих взрывчатых веществ (тротил, гексоген, пентрит, нитроглицерин, динитротолуол) с результатами расчетной чувствительности метода СИП (~10-10 мг/л). Установлено, что следовые количества взрывчатых веществ в жидком и твердом агрегатных состояниях могут быть идентифицированы портативными техническими средствами химического контроля, функционирующими на основе методов инфракрасной Фурье-спектроскопии и комбинационного рассеяния света. Предложены пути расширения функциональных возможностей данных технических средств за счет создания специализированных баз спектральных данных взрывчатых веществ и сопутствующих технологических примесей. Включение дополнительного банка спектров в управляющее программное обеспечение СИП-газосигнализаторов необходимо совместить с реализацией возможности программного выбора режимов работы и переключения баз данных оператором.

The analysis of the capabilities of modern technical means of chemical reconnaissance and special equipment of chemical control indicates the possibility of quick detection of mined and explosive devices (EDs) by identification of the explosives included in the EDs and related technological impurities. The purpose of this work is to analyze the possibilities of using modern technical means of chemical reconnaissance and control for the detection and identification of explosives. In order to achieve this goal, the authors assessed the analytical characteristics and features of the technical means of chemical reconnaissance and the indication methods implemented in them to determine the possibility of detecting and identifying the components of the EDs. The article shows the possibility of using special military gas detectors operating on the basis of the ion mobility spectrometry (IMS) method to confirm the presence of the vapor phase of explosives. The assessment was carried out on the basis of an analysis of the physicochemical properties of peroxides and nitrogen-containing explosives and a comparison of the achievable concentrations of the vapor phase of nitrogencontaining explosives (TNT, RDX, pentrite, nitroglycerin, dinitrotoluene) with the results of the calculated sensitivity of the IMS method (~10–10 mg/L). It has been established that trace amounts of explosives in liquid and solid states of aggregation can be identified by portable technical means of chemical control, operating on the basis of infrared Fourier spectroscopy and Raman scattering. The ways of expanding the functionality of these technical means by creating specialized databases of spectral data of explosives and accompanying technological impurities are proposed. The inclusion of an additional spectrum bank in the control software of IMS gas detectors must be combined with the implementation of the possibility of program selection of operating modes and database switching by the operator.

взрывчатое веществогазосигнализаторкомбинационное рассеяние светаобъект индикацииспектрометрия ионной подвижноститехнические средства химической разведкихимическая разведкаchemical monitoringexplosive substancegas detectorindication objection mobility spectrometryraman scatteringtechnical devices of chemical reconnaissanceФедеральное государственное бюджетное учреждение «33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт» Министерства обороны Российской ФедерацииFederal State Budgetary Establishment «33 Central Scientific Research Test Institute» of the Ministry of Defense of the Russian Federation.ReferencesКовтун В.А., Голипад А.Н., Мосин Н.И. и др. Химический терроризм как силовой инструмент проведения внешней политики США и стран Запада // Вестник войск РХБ защиты. 2017. Т. 1. № 2. С. 3–13. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2017-1-2-3-13Kovtun V.A., Golipad A.N., Mosin N.I. et al. Chemical terrorism as power tool for conducting the foreign policy of the United States and Western countries // Journal of NBC Protection Corps. 2017. V. 1. № 2. P. 3–13. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2017-1-2-3-13 (in Russian).Смирнов Н.А. Информационная война в Сирии // Вестник МГИМО-Университета. 2015. № 1. С. 153–160. https://doi.org/10.24833/2071-8160-2015-1-40-153-160Smirnov N.A. Information war in Syria // MGIMO Bulltin. 2015. № 1. P. 153–160 https://doi.org/10.24833/2071-8160-2015-1-40-153-160 (in Russian).Скворцов Л.А., Максимов Е.М. Применение лазерной фототермической спектроскопии для standoff детектирования следов взрывчатых веществ на поверхности тел // Квантовая электроника. 2010. Т. 40. № 7. С. 565–578. https://doi.org/10.1070/QE2010v040n07ABEH014334Skvortsov L.A., Maksimov E.M. Application of laser phototermal spectroscopy for standoff detection of trace explosive residues on surfaces // Quantum Electron. 2010. V. 40. № 7. P. 565–578. https://doi.org/10.1070/QE2010v040n07ABEH014334 (in Russian).Gottfried J.L., De Lucia F.C., Munson C.A., McNesby K. (ed) Laser-induced breakdown spectroscopy for detection of explosive residues // Anal. Bioanal. Chem. 2009. V. 395. P. 283–300. https://doi.org/10.1007/s00216-009-2802-0Gottfried J.L., De Lucia F.C., Munson C.A., McNesby K. (ed) Laser-induced breakdown spectroscopy for detection of explosive residues // Anal. Bioanal. Chem. 2009. V. 395. P. 283–300. https://doi.org/10.1007/s00216-009-2802-0Dionne B.C., Rounbehler D.P., Achter E.K., Fine D.H. Vapor pressure of explosives // Journal of Energetic Materials, 1986. V. 4. № 1-4. P. 447–472. https://dx.doi.org/10.1080/07370658608011353Dionne B.C., Rounbehler D.P., Achter E.K., Fine D.H. Vapor pressure of explosives // Journal of Energetic Materials, 1986. V. 4. № 1-4. P. 447–472. https://dx.doi.org/10.1080/07370658608011353Скворцов Л.А. Лазерные методы дистанционного обнаружения химических соединений на поверхности тел. Москва: ТЕХНОСФЕРА, 2015. 208 с. ISBN 978-5-94836-387-5Skvortsov L.A. Laser methods of remote detection of chemical compounds on the surface of bodies. Moscow: TECHNOSPHERE, 2015. 208 p. ISBN 978-5- 94836-387-5 (in Russian).Kolla P. The application of analytical methods to the detection of hidden explosives and explosive devices // Andewandte Chemie. 1997. V. 36. P. 800. https://doi.org/10.1002/anie.199708001Kolla P. The application of analytical methods to the detection of hidden explosives and explosive devices // Andewandte Chemie. 1997. V. 36. P. 800. https://doi.org/10.1002/anie.199708001Буряков И.А. Обнаружение взрывчатых веществ методом спектрометрии ионной подвижности // Журнал аналитической химии. 2011. Т. 66. № 8. С. 788–809.Buryakov I.A. Detection of explosives by ion mobility spectrometry // Journal of analytical chemistry 2011, T. 66. № 8. P. 788–809. ISSN 0044-4502 (in Russian).Oxley J.C., Smith J.L., Brady J. Determination of the vapor density of triacetone triperoxide (TATP) // Propellants, Explosive, Pyrotechnics. 2005. V. 34. № 6. P. 539. https://doi.org/10.1002/prep.200400094Oxley J.C., Smith J.L., Brady J. Determination of the vapor density of triacetone triperoxide (TATP) // Propellants, Explosive, Pyrotechnics. 2005. V. 34. № 6. P. 539. https://doi.org/10.1002/prep.200400094Clowers B.H., Siems W.F., Hill H.H., Mussik S.M. Hadamard transform ion mobility spectrometry // Analyt. Chem. 2006. V. 78. № 1. P. 44–51. https://doi.org/10.1021/AC051743BClowers B.H., Siems W.F., Hill H.H., Mussik S.M. Hadamard transform ion mobility spectrometry // Analyt. Chem. 2006. V. 78. № 1. P. 44–51. https://doi.org/10.1021/AC051743BKaur-Atwal G., O’Connor G., Aksenov A.A., Bosoc-Bintintan V. Chemical standarts for ion mobility spectrometry: a review // Intern. J. Ion Mobility Spectrometry. 2009. V. 12. P. 1–14. https://doi.org/10.1007/S12127-009-0021-1Kaur-Atwal G., O’Connor G., Aksenov A.A., Bosoc-Bintintan V. Chemical standarts for ion mobility spectrometry: a review // Intern. J. Ion Mobility Spectrometry. 2009. V. 12. P. 1–14. https://doi.org/10.1007/S12127-009-0021-1Murphy C. Existing and potential explosives detection techniques. Washington: The National Academies, 2004. https://doi.org/10.17226/10998Murphy C. Existing and potential explosives detection techniques. Washington: The National Academies, 2004. https://doi.org/10.17226/10998Gresham G.L., Davies J.P., Goodrich L.D. et al. Development of particle standards for testing detection systems: mass of RDX and particle size distribution of composition 4 residues // Society of Photo-Optical Inst. Engineers. 1994. V. 2276 P. 34. https://doi.org/10.1117/12/189198Gresham G.L., Davies J.P., Goodrich L.D. et al. Development of particle standards for testing detection systems: mass of RDX and particle size distribution of composition 4 residues // Society of Photo-Optical Inst. Engineers. 1994. V. 2276 P. 34. https://doi.org/10.1117/12/189198Patel C.K.N. Laser photoacoustic spectroscopy helps fight terrorism: High sensitivity detection of chemical Warfare Agent and explosives // Eur. Phys. J. Special. Topics. 2008. V. 153. P. 1–18. https://doi.org/10.1140/epjst/e2008-00383-xPatel C.K.N. Laser photoacoustic spectroscopy helps fight terrorism: High sensitivity detection of chemical Warfare Agent and explosives // Eur. Phys. J. Special. Topics. 2008. V. 153. P. 1–18. https://doi.org/10.1140/epjst/e2008-00383-xДемтредер В. Лазерная спектроскопия. Основные принципы и техника эксперимента. М.: Наука, 1985. 608 c. Demtreder V. Laser spectroscopy. Basic principles and techniques of experiment. Moscow: Nauka, 2005. 608 p. (in Russian).Демтредер В. Лазерная спектроскопия. Основные принципы и техника эксперимента. М.: Наука, 1985. 608 c. Demtreder V. Laser spectroscopy. Basic principles and techniques of experiment. Moscow: Nauka, 2005. 608 p. (in Russian).Gaft M., Nagli L. UV gated Raman spectroscopy for detection of explosives // Opt. Materials. 2008. V. 30. № 11. P. 1739. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2007.11.013Gaft M., Nagli L. UV gated Raman spectroscopy for detection of explosives // Opt. Materials. 2008. V. 30. № 11. P. 1739. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2007.11.013Nagli L., Gaft M., Fleger J., Rosenbluh M. Absolute Raman cross-sections of some explosives: Trend to UF // Optical Materials. 2008. V. 30. № 11. P. 1747. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2007.11.019Nagli L., Gaft M., Fleger J., Rosenbluh M. Absolute Raman cross-sections of some explosives: Trend to UF // Optical Materials. 2008. V. 30. № 11. P. 1747. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2007.11.019Nagli L., Gaft M. Raman scattering spectroscopy for explosives identification // Proc. SPIE 6552. Laser Source Technology for Defense and Security III, 65520Z (15 May 2007); https://doi.org/10.1117/12.719319Nagli L., Gaft M. Raman scattering spectroscopy for explosives identification // Proc. SPIE 6552. Laser Source Technology for Defense and Security III, 65520Z (15 May 2007); https://doi.org/10.1117/12.719319Иноземцев В.А., Жохов А.К., Бойко А.Ю. и др. Мобильный комплекс химического контроля как основа технического оснащения мобильной диагностической группы 33 ЦНИИИ Министерства обороны Российской Федерации // Вестник войск РХБ защиты. 2021. Т. 5. № 1 С. 54–64. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2021-5-1-54-64Inozemtsev V.A., Zhokhov A.K., Boyko A.Yu. et al. The Mobile Complex of Chemical Control as the Basis of Technical Equipment of the Mobile Diagnostic Group of the 33 Central Scientific Research Test Institute of the Ministry of Defenсe of the Russian Federation // Journal of NBC Protection Corps. 2021. V. 5. № 1. P. 54–64. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2021-5-1-54-64 (in Russian).Брагинец А.А., Жохов А.К., Полякова Г.Ю., Серебренников Б.В. Расширение возможностей мобильных химических лабораторий войск радиационной, химической, биологической защиты // Вестник академии военных наук. 2016. Т. 57. № 4. С. 136–141.Braginets A.A., Zhokhov A.K., Polyakova G.Yu., Serebrennikov B.V. Expanding the capabilities of mobile chemical laboratories of the radiological, chemical and biological protection forces // Journal of the Academy of Military Sciences. 2016. V. 57. № 4. P. 136–141 (in Russian).Шабельников М.П., Михайлов В.Г., Терновой А.В. и др. Деятельность мобильной диагностической группы 27 НЦ МО РФ // Вестник войск РХБ защиты. 2018. Т. 2. № 3. С. 55–63. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2018-2-3-55-63Shabelnikov M.P., Mikhaylov V.G., Ternovoy A.V. et al. Activities of the Mobile diagnostic group of the «27 Scientific Centre» of the Ministry of Defence of the Russian Federation // Journal of NBC Protection Corps. 2018. V. 2. № 3. P. 55–63. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2018-2-3-55-63 (in Russian).Кужелко С.В., Ковтун В.А., Колесников Д.П. Экспедиция специалистов войск РХБ защиты на остров Матуа Курильской гряды // Вестник войск РХБ защиты. 2018. Т 2. № 1. С. 12–23. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2018-2-1-12-23Kuzhelko S.V., Kovtun V.A, Kolesnikov D.P. The NBC Defence troops specialists` expedition to Matua Island in the Kuril Chain // Journal of NBC Protection Corps. 2018. V. 2. № 1. P. 12–23. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2018-2-1-12-23 (in Russian).Морозов А.Н., Светличный С.И. Основы фурье-спектрорадиометрии. 2-е изд., испр. и доп. М.: Наука, 2014. 456 с. ISBN 978-5-02-039-051-5Morozov A.N., Svetlichny S.I. Fundamentals of Fourier Spectroradiometry. 2nd ed., Rev. and add. Moscow: Nauka, 2014. 456 p. ISBN 978-5-02-039-051-5 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.