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美国开发出新型反恐感应器 |
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| http://cn.newmaker.com
3/24/2006 9:49:00 AM
中国科技信息网
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 据physorg网站2006年3月21日报道，美国能源部阿尔贡国家实验室的工程师们利用一种新兴的传感技术，开发出一套应用于国家安全领域的感应器，能够迅速有效地探测出化学武器、生物武器、核武器以及爆炸物。
该项工程的部门负责人保罗-拉普提斯称，“我们将把这项技术运用于检测化学和生物物质，也可能会用于测定一个国家是否使用其核反应堆进行核武器材料的生产，也可能用于判定发生化学或放射性泄漏的方向，以便于疏散人群。”保罗-拉普提斯与阿尔贡国家实验室的另外两名电学工程师萨米-葛帕尔萨米和萨参-巴克提亚利共同负责这些传感器的开发。
阿尔贡国家实验室的电学工程师首次成功地对化学物质进行了远程探测，利用分光镜技术对爆炸物质的光谱进行了辨别。这种分光镜技术是利用电磁光谱上的微波与红外线的毫米/太赫频率属性差异加以区别。研究人员根据探测光谱上留下的的独特“指印”，来辨别爆炸性材料和化学物质。
阿尔贡国家实验室对这项自行研发的技术进行了演示性实验，达到了以下三个指标：
1.以百万分之十的精度，使用主动感测法，探测到离内达华州测试场地60米以外的有毒气体前体；
2.使用被动感测法，在内达华州测试场地600米以外辨识出防务应用相关的化学物质，包括核武器在内；
3.建立一套感测体系，通过辨识光谱“指印”水平，以区别DNT、TNT、RDX、塞姆汀塑胶炸药和C-4等爆炸材料。
目前，阿尔贡国家实验室正协同伙伴Sarnoff公司、达特茅斯学院以及Sandia国家实验室，着手收集爆药“指印”的数据库。阿尔贡实验室的工程师们在这一新兴的领域里探索了十多年，用于远程探测可能违反核不扩散条约的核设施，生产核武器或者制造神经性物质的材料。
这项毫米/太赫技术可探测其分子的能量水平。能量的频率分配提供了一种独特的可再生的光谱结构-“指印”-可区别不同的材料。这项技术也能应用到其成像模态中-包括从隐形武器到包括肿瘤探测等医学应用。这项技术是对激光或者光学传感技术的改进成果。激光或光学传感技术会因为大气条件的变化而受到影响，也可能在X射线下发生离子反应而造成破坏。其工作频率为0.1-10太赫，其感应的灵敏度比预定的高4-5倍，成像分辨率比微波频率要精细100-300倍。
为了对核事故或者反应堆运作的辐射情况进行远程探测，阿尔贡实验室的研究人员对毫米波段的雷达进行了测试，开发出探测和解析空中发生反射和散射的辐射感应效果的模型。对9公里外的一座核电站进行的初步测试结果显示，电站正常运作与闲置时，测量结果有明显的差别。这项技术也能够应用于绘制核辐射释放图。阿尔贡实验室曾经使用这项雷达技术对天然气管道的气体泄漏进行了远程迅速的绘制成像，其工作原理是通过泄漏气体造成周围空气的折射指数变化反映在图表上的起伏现象。
阿尔贡实验室的另一套感应体系能够对生物性灾难进行早期预警。这套体系是通过测量电介质标识的原理而工作的，它能够通过一定数量的生物分子来不断感应电介质的反应模式。这种方法可能潜在地对气体、粉料或烟雾剂中的生化物质迅速进行初次过滤。其他实验方法也能探测了这些物质，但是会花上四个小时或者更长的时间。拉普提斯说，“这种方法可能没有其他方法那么精确，如‘生物测定法’和‘生物芯片技术’都是比较精确的，但是这种方法可以作为一种早期预警措施，以促进更快更早地进行其他测试。”
这些阿尔贡实验室的传感技术专家们将会继续探索传感技术的基础，继续开发保护国家安全利益的设施装备。这些传感技术还可以应用到安全以外其他的领域，包括对零部件的非破坏性评估、环境监控以及包括检测人类组织和替代牙科X射线诊断。
英文原文链接参见：http://www.physorg.com/news11979.html
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