4 DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK

1. 4 DETEKTORY PRE BEZPEČNOSTNÚ PREHLIADKU OSÔB, BATOŽINY A ZÁSIELOK Detektory pre kontrolu objektovsi 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.

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.

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),

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).

5. Počet prípadov použitia je teda značný. Jednotlivé druhy majú často zároveň viacnásobné možnosti použitia.

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.

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.

8. 4.2 Detektory kovov • Podľa 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 kovovpre prehliadku osôb: • - detekcia zbraní, • 2. prechádzajúce (rámové) detektory kovovpre prehliadku osôb: • - detekcia zbraní, • - prevencia firemných strát, • 3. stolové detektory kovovpre 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.

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).

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.

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 asú teda samotné zdrojom časovo premenného magnetického, tzv. indukovaného poľa, ktoré je registrované detektorom.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

24. Obr. 4.1 Prehliadka osoby priechodzím a ručným detektorom kovov

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.

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 znerezovej 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.

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.

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.

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.

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.

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 :

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.).

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.

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.

35. Obr. 4.2 Pásový röntgen - základ prehliadky batožín

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.

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.

38. Obr. 4.3 Obrí röntgen so spätným rozptylom

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.

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.

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.

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.

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.)

44. Táto detekčná sústavatvorí 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.

45. Iba u prenosných či malých laboratórnych röntgenov sa prípadne stále ešte jednorázovo vyrába röntgenový snímok na príslušne citlivý, rýchlo vyvolateľný (polaroidný) fotografický materiálvo 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.

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.

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.

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 aumožňuje 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.

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.

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