远程爆炸物与危险品时间分辨拉曼光谱检测应用

拉曼光谱仪正成为一种现场快速、非接触、无损伤检测的重要工具,它可以直接确认爆炸物和化学危险物质，拉曼光谱技术与传统爆炸物检测方法相比,具有抗干扰能力强、制样简单、可测光谱范围宽、易于探测微量样品等优势，是近年来检测、鉴别痕迹爆炸物的重要研究方向。

利用拉曼光谱检测爆炸物示意图

拉曼光谱检测原理示意图

TNP、TNT、RDX不同爆炸物的拉曼特征谱

2011年美国桑迪亚国家实验室Thomas A.Reichardt等报道用使用244nm激光进行紫外（UV）拉曼散射远程爆炸物检测，在100米远距离，在瓷砖，混凝土，铝，布以及不同的汽车涂料等背景环境下，可有效鉴别出5μg/cm²剂量的TNT爆炸物。

2015年意大利空军实验室与德国弗劳恩霍夫化学技术研究所合作开发的RADEX项目，利用紫外激光开发出了一套人眼安全的远程拉曼爆炸物检测系统。该装置能够远程检测硝酸铵（AN），2-甲基-1,3,5-三硝基苯（TNT），3-硝基氧基-2,2-双（硝基氧甲基）丙基]硝酸酯（PETN）和尿素等典型爆炸物。其中硝酸盐（UN）的检测浓度范围为100-1000μg/ cm²，距离6.4m，每次使用3mJ / cm²的单一激光脉冲。 其中AN检测限为289μg/ cm²。 AN和UN检测准确性> 82％

RADEX 项目爆炸物检测方案示意图

      2015年美国Thermo Scientific Gemini公司开发出一系列基于拉曼技术的手持式爆炸物检测仪，用于军事人员、炸弹技术人员、反恐小组和第一反应人员在现场识别未知化学品和爆炸物。

美国Thermo Scientific Gemini开发的手持拉曼爆炸物和危险物检测仪

       2015年以色列Laser Detect Systems公司开发出手持式G-SCAN型爆炸激光拉曼光谱检测仪，可实现液体，散装或粉末形式的爆炸物质或爆炸性前驱体物质。该系统是一种超灵敏爆炸物探测系统，已经应用于机场乘客、货物、行李等安全检测。

美国陆军研究办公室（ARO）和国防部（DoD）支持下的PRIED项目是检查站爆炸物检测系统（CPEDS）的改进项目，由美国陆军研究实验室（ARL）发起，经过8年的发展已经进入第三代，是一种248nm的拉曼光谱探测系统，可以安装在诸如全地形车（UTV）等车辆或装甲上，在美国政府组织的的场地试验中已经成功检测出超过25米范围内的散装爆炸物和爆炸物残留物。

PRIED远程爆炸物检测示意图

      PRIED使用内置的光谱数据库和专有的算法提供未知爆炸物材料的识别，以向士兵反馈准确无误的识别信息。PRIED设备上的集成蓝牙可发射信号到手持设备，并使用全球定位系统（GPS）准确显示分析的执行位置，远程定位或指挥/监督人员可以通过网络连接直接访问。

远程爆炸物与危险品检测技术可以远距离发现爆炸物、有毒有害危险品、易燃易爆危险品、放射性危险品等容易造成大规模杀伤效果的各类危险品，为防止恐怖分子有针对性的进行以这些危险品为武器的恐怖活动提供有利的远距离发现手段。