Lézerrel szúrták ki több száz méterről a robbanóanyagot

2014.08.12. 12:37

Több száz méterről sikerült megkülönböztetniük az ártalmatlan fehér port a robbanóanyagoktól texasi kutatóknak. A kutatás azért érdekes, mert biztonságos távolságból azonosították a házilagos bombák egyik fontos összetevőjét.

Lézerrendszerükkel 400 méterről különbséget tudtak tenni hasonló külsejű és összetételű, de potenciálisan veszélyes fehér porok között – számolt be a Texasi A&M Egyetem (TAMU) Brett Hokr vezette kutatócsoportja az Amerikai Tudományos Akadémia folyóiratában, a PNAS-ben.

A távdiagnosztikához a Raman-szórás jelenségét használták. A Raman-szórás a fény rugalmatlan, vagyis energiaveszteséggel járó szóródása egyes kötések, illetve atomcsoportok rezgőmozgásán. A Raman-spektroszkópiában az ebből származó, gyenge, szórt fényt vizsgálják. Ha egy adott színű fénnyel megvilágítanak valamilyen atomot vagy molekulát, az általa visszasugárzott fény színe nem csak az őt alkotó elemekről és molekulákról, de a kémiai kötésekről is ad információt.

Ammónium-nitrát ellenőrzött felrobbantására készülnek az afgán hadsereg katonái Kabultól északra 2010. április 21-én. A műtrágya a házi készítésű robbanószerek (IED-ek) legszélesebb körben használt alapanyaga. Afganisztánban a NATO-csapatok veszteségeinek 90 százalékát az IED-ek okoztákForrás: AFP/Shah Marai

A fotonok egy része ugyanis rugalmatlanul szóródik a kristályrács atomjain, és a kibocsátott foton energiájához hozzáadódik a rácsrezgésekből felvett energia. A jelenség régóta ismert, csak nagyon gyenge, és eddig laborkörülmények között volt hasznos: a Raman-szórás tízezer milliárd foton közül mindössze egyet érint. Néhány éve azonban felismerték, hogy megfelelő lézersugárral  jelentősen felerősíthető a jelenség, így nagyobb távolságból is kimutatható az anyagmintából keletkező jel.

Hokr és kollégái ezt a speciális eljárást használták arra, hogy kémiailag különböző, ám hasonló összetételű, fehér színű porokat biztonságos távolságból azonosítsanak. Négyszáz méterről megbízhatóan megkülönböztették egymástól a bárium-szulfátot, a nátrium-nitrátot, a kálium-nitrátot és az ammónium-nitrátot.

Füst az ammónium-nitrát felrobbantása után. A texasi kutatók szerint a veszélyes anyagok azonnali azonosítása biztonságos távolságból „a tudományos kutatás Szent Grálja”Forrás: AFP/Shah Marai

A vegyületeket nem véletlenszerűen választották ki. Míg a bárium-szulfátot (BaSO4) elsősorban festék előállítására és a papír simábbá tételére használják, a másik három vegyület robbanóanyagok alapanyaga. A nátrium-nitrátot (NaNO3) pirotechnikai eszközök, füstbombák előállításához alkalmazzák; a kálium-nitrát a lőpor egyik fontos összetevője; az ammónium-nitrátot (NH4NO3) pedig gázolajjal keverve robbanóanyagként használják a szén, érc- és kőbányákban. Az utóbbi vegyszert olcsósága miatt előszeretettel vetik be gerillacsoportok, terroristák, Afganisztánban például a talibán egységek házilag barkácsolt bombákban.

Ha a lézerrendszer optimalizálási lehetőségeit kihasználjuk, az is elképzelhető, hogy egy kilométeres távolságból is azonosítani lehet a robbanószereket, mérgező vegyületeket – írják a most ismertetett vizsgálatról a texasi kutatók. A tanulmányukban bemutatott ábrán azt a lehetőséget vázolják fel, hogy egy repülőgépről indított lézerimpulzusokkal azonosítsák a kérdéses anyagot a felszínen.