Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

IED-Logistics report, June 2011

IED-Logistics report, June 2011 Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Johan Öhgren, Sören Svensson, Cesar Lopes
Ort: Linköping
Sidor: 46
Utgivningsår: 2011
Publiceringsdatum: 2011-09-12
Rapportnummer: (FOI-R--3223--SE)
Nyckelord improviserade sprängladdningar, IED-detektion, mobil detektor, avbildande hyperspektral ramanspektroskopi, UV-laser, lasersäkerhet, standarder, maximalt tillåten exponering, MTE
Keywords improvised explosive devices, IED detection, mobile detector, hyperspectral imaging Raman spectroscopy, UV laser, laser safety standards, maximum permissible exposure, MPE
Sammanfattning Hemmagjorda sprängladdningar (IED:er, från engelskans 'improvised explosive device') utgör ett stort hot mot såväl det civila samhället som militära operationer och det finns ett behov av att detektera och identifiera sådana sprängladdningar där de förekommer i dag. Ett sätt är att spåra upp och angripa det nätverk som producerar, hanterar och placerar ut laddningarna. Vid hantering av sprängämnen blir det ofta spårpartiklar kvar och syftet med det här projektet är att vidareutveckla ett sensorsystem som kan finna dessa spårpartiklar. Systemet bygger på hyperspektral avbildande ramanspektroskopi och innehåller en UV-laser; det kommer att bli mobilt och lämpligt för användning i fält. Användandet av en ytskannande laser väcker frågor om lasersäkerhet och vi redovisar medicinska effekter av UV-bestrålning av hud och ögon i rapportens inledande del. Ett centralt gränsvärde när det gäller strålningsexponering är "maximalt tillåten exponering" (MTE, på engelska MPE). Större delen av rapporten behandlar olika konfigurationer för lasern och redovisar, utgående från MTE:n, beräkningar för maximal tillåten pulsenergitäthet (PED), exponeringstid och ackumulerad energitäthet (PTAED). Konfigurationerna skiljer sig åt med avseende på våglängd (355 respektive 266 nm), pulslängd (30 ps respektive 5 ns) och pulsrepetitionsfrekvens (PRF) (10 Hz respektive 10 kHz; i viss utsträckning har även 1 kHz behandlats). Beräkningsresultaten presenteras i diagram, som visar relationen mellan PED, exponeringstid och PTAED. PTAED redovisas för tidsintervallet 0-100 s (typisk tidsrymd för en mätning i fält) och även för den maximala tillåtna exponeringstiden. Maximal tillåten PED sträcker sig från 0,9 J/m2 för 30 ps-pulser till 47 J/m2 för 5 ns-pulser. Den PTAED som är möjlig att uppnå efter 100 s exponering är avsevärt större vid 355 nm än vid 266 nm; den går från 30 J/m2 till hela 10 000 J/m2. I de flesta fall innebär en låg PED, korta pulser och långa våglängder att PRF:en kan ökas och exponeringstiden förlängas. Fördelar och nackdelar med att använda maximal tillåten PED diskuteras. Om strålningsexponeringen har närmat sig MTE:n, bör ytterligare exponering undvikas under de följande 16 timmarna. Exponeringen bör emellertid alltid hållas så låg som möjligt. Avslutningsvis tar vi upp frågor om laserstrålens form, strålgång och stråldivergens, spridning, reflektioner och risken att bli bestrålad vid eller i närheten av det undersökta objektet. Lämplig taktik vid användandet och sätt att bestråla bör också övervägas.
Abstract Improvised explosive devices, IEDs, are a common threat to the civilian society and military operations and there is a need to detect and identify such explosive charges in real environments. One way is to find and attack the network behind the production, handling and placement of the charges. The handling of explosive material often leaves trace particles behind and the aim in this project is to further develop a sensor system for finding these trace particles. The system will be based on hyperspectral imaging Raman spectroscopy, utilising a UV laser; it will be mobile and suitable for field applications. The use of laser to scan the surfaces raises the question on laser safety aspects and we have investigated the medical effect from UV radiation on eyes and skin in the first part of this report. A central exposure limit is the maximum permissible exposure (MPE). The bulk part of this report analyses different configurations of the laser and, considering MPE, determines the maximum allowed pulse energy densities (PEDs), exposure times and accumulated energy densities (PTAEDs). Our configurations differ by wavelength (355 or 266 nm), pulse length (30 ps or 5 ns) and pulse repetition frequency (PRF) (10 Hz or 10 kHz; 1 kHz has been considered to a smaller extent). The results are presented in diagrams, showing the relation between PED, exposure time and PTAED. The PTAED is stated for the time interval 0-100 s (typical value for a field measurement) and for the maximum allowed exposure time. The maximum allowed PED ranges from 0.9 J/m2 for 30-ps pulses to 47 J/m2 in some cases for 5-ns pulses. The PTAED that can be achieved after an exposure time of 100 s is much higher with 355 nm than with 266 nm; in fact it changes from 30 J/m2 to 10,000 J/m2. In most cases a lower PED, shorter pulses and longer wavelengths will allow for a higher PRF and a longer exposure time. Advantages and disadvantages of running the laser at the maximum allowed PED are discussed. If the radiation exposure approaches MPE, further exposure should be avoided at least 16 hours. The exposure should, however, always be kept as low as possible. Finally we discuss considerations to be made when designing the shape of the laser beam and the beam path, including beam divergence, scattering, reflections and risk of irradiation at or around the examined object. There are also considerations to be made about tactical use and irradiation method.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182