Mobile Detektion von Explosivstoffen - der Bio-Sensor … · Die Herstellung und Charakterisierung...
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BMBF-Innovationsforum 2014 „Zivile Sicherheit“ Institute for Detection Technologies Zusammenfassung: Um den Hunde für die Detektion von Gefahren durch chemische Produkte nutzen zu können bedarf es geeigneter Standards, um im Lernprozess (Konditionierung) ein definiertes Geruchsbild einsetzen zu können. Die Konzentration wie auch Zusammensetzung der Komponenten in der Gasphase sollte hierbei den Gegebenheiten von realen Suchlagen weitgehend entsprechen. Bringt man den Echtstoff als Partikel auf eine emissionsarme Oberfläche, so kann man sich diesen Forderungen recht gut nähern. Die Zusammensetzung der Gasphase entspricht der von Bulk- Material (siehe TNT Schuppen und TNT EMPK). Mit zunehmender Zeit und erhöhter Temperatur ändern sich die ursprünglichen Signaturen, insbesondere wenn leichtflüchtige Komponenten in den Formulierungen der Explosivstoffe über die große Oberfläche der Partikel schnell in die Gasphase übergehen (siehe Messung mit Semtex, Altanlagen). Durch Variation der Stoffzusammensetzungen wie auch der Örtlichkeiten/Szenarien muss die Fähigkeit zur Erkennung von Geruchsmustern gefestigt werden (siehe Ringversuch mit TATP, verschiedene Herstellung, unterschiedliche Stoffeingaben). Instrumentierte Versuchsanlagen ermöglichen Forschung und Entwicklungen mit Industriepartner und Sicherheitsbehörden. Mobile Detektion von Explosivstoffen - der Bio-Sensor Hund V. Wörle, C. Becher, P. Kaul, G. Holl* Abstract Das Ziel der hier beschriebenen Forschungsarbeiten ist die Entwicklung und Bewertung von abstandsfähigen Detektionsverfahrens zur Bestimmung von Explosivstoffen (Gase und Partikel) auf Oberflächen und Filtermedien mit Hilfe von olfaktorischen und chemisch analtischen Messverfahren. Der innovative Lösungsansatz besteht in der neu zu konzipierenden Schnittstelle für elektronische (klassische marktverfügbaren Spurendetektoren) und dem Einsatz von „Living Sensors“ (biologische Detektoren – hier Sprengstoffspürhunde SSH). Die Herstellung und Charakterisierung von Teststandards, welche den Schwierigkeitsgrad realer Suchlagen wiederspiegelt, ist ein wesentliches Schlüsselelement zur Etablierung eines geeigneten Detektionverfahrens (Ausbildung von Hunden bzw. Erstellung einer Messmethode, Qualitätskontrolle / Zertifizierung). Kooperation: Kontakt: Prof. Dr. Gerhard Holl [email protected] Christopher Becher [email protected] Standards - Trainingshilfsmittel ExploTech GmbH - EMPK ® [email protected] SDstHundeBw www.streitkraefteamt.bundeswehr.de TNT XSent TM Explosniff TM Gegenstände mit einem authentischen Geruch (vergleichbare Zusammensetzung der Gasphase von Standard und Echtstoff) und einer realitätsnahen Sublimationsrate können durch Oberflächen mit Partikeln von Explosivstoffen gut dargestellt werden. 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 5000000 1e+07 1.5e+07 2e+07 2.5e+07 3e+07 3.5e+07 4e+07 4.5e+07 5e+07 5.5e+07 6e+07 6.5e+07 Time--> Abundance TIC: TNTauf Korund25mgpro10gAl2O4_10.D\data.ms 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 8000000 9000000 1e+07 1.1e+07 1.2e+07 1.3e+07 1.4e+07 1.5e+07 1.6e+07 1.7e+07 1.8e+07 1.9e+07 2e+07 Time--> Abundance TIC: 0607day02.D\data.ms TD-GC/MS TD 50°C 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 0 2e+07 4e+07 6e+07 8e+07 1e+08 1.2e+08 1.4e+08 1.6e+08 1.8e+08 2e+08 2.2e+08 Time--> Abundance TIC: 1407Sil 2.D\data.ms 2,4,6-TNT Explosivstoffspezifische Verbindungen Matrixspezifische Verbindungen 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 0 2e+07 4e+07 6e+07 8e+07 1e+08 1.2e+08 1.4e+08 1.6e+08 1.8e+08 2e+08 2.2e+08 Time--> Abundance TIC: 1407AT2.D\data.ms 2,4,6 - TNT 2,4,6 - TNT No 2,4,6 - TNT Standards mit Explosivstoffen Zusammensetzung der Gasphase Erkennen Interessiert sein Kein Interesse EMPK ® Explosivstoff sind Gegenstände mit Zielanalyt in einer Form, die zur Ausbildung, zum Training und Prüfung von SSH auf dem Testgelände wie auch im Einsatz geeignet sind Standards mit Explosivstoffen Sublimationsraten Standard mit TNT Thermogravimetrischer Messung Standard mit TNT-Partikeln Signatur von TNT Partikel auf Oberflächen Veränderung der Signatur von Semtex in der Gasphase TD/GC-MS – Untersuchungen Reihenfolge der TD/GC-MS Messungen bei 50 °C Basis-Training mit definierten Geruchsproben (Echtstoff, Standards) Training in realen Szearien (Variation ) Evaluierung 6 % Standards Echtstoff TATP Maskierung Retentionszeit Ringversuch TATP Richtige Anzeige Keine/Falsche Anzeige
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Institute for Detection Technologies
Zusammenfassung: Um den Hunde für die Detektion von Gefahren durch chemische Produkte nutzen zu können bedarf es geeigneter Standards, um im Lernprozess
(Konditionierung) ein definiertes Geruchsbild einsetzen zu können. Die Konzentration wie auch Zusammensetzung der Komponenten in der
Gasphase sollte hierbei den Gegebenheiten von realen Suchlagen weitgehend entsprechen. Bringt man den Echtstoff als Partikel auf eine
emissionsarme Oberfläche, so kann man sich diesen Forderungen recht gut nähern. Die Zusammensetzung der Gasphase entspricht der von Bulk-
Material (siehe TNT Schuppen und TNT EMPK). Mit zunehmender Zeit und erhöhter Temperatur ändern sich die ursprünglichen Signaturen,
insbesondere wenn leichtflüchtige Komponenten in den Formulierungen der Explosivstoffe über die große Oberfläche der Partikel schnell in die
Gasphase übergehen (siehe Messung mit Semtex, Altanlagen). Durch Variation der Stoffzusammensetzungen wie auch der Örtlichkeiten/Szenarien
muss die Fähigkeit zur Erkennung von Geruchsmustern gefestigt werden (siehe Ringversuch mit TATP, verschiedene Herstellung, unterschiedliche
Stoffeingaben). Instrumentierte Versuchsanlagen ermöglichen Forschung und Entwicklungen mit Industriepartner und Sicherheitsbehörden.
Mobile Detektion von Explosivstoffen
- der Bio-Sensor Hund V. Wörle, C. Becher, P. Kaul, G. Holl*
Abstract Das Ziel der hier beschriebenen Forschungsarbeiten ist die Entwicklung und Bewertung von abstandsfähigen Detektionsverfahrens zur
Bestimmung von Explosivstoffen (Gase und Partikel) auf Oberflächen und Filtermedien mit Hilfe von olfaktorischen und chemisch analtischen
Messverfahren. Der innovative Lösungsansatz besteht in der neu zu konzipierenden Schnittstelle für elektronische (klassische marktverfügbaren
Spurendetektoren) und dem Einsatz von „Living Sensors“ (biologische Detektoren – hier Sprengstoffspürhunde SSH). Die Herstellung und
Charakterisierung von Teststandards, welche den Schwierigkeitsgrad realer Suchlagen wiederspiegelt, ist ein wesentliches Schlüsselelement zur
Etablierung eines geeigneten Detektionverfahrens (Ausbildung von Hunden bzw. Erstellung einer Messmethode, Qualitätskontrolle / Zertifizierung).
Kooperation: Kontakt:
Prof. Dr. Gerhard Holl
Christopher Becher
Standards -
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ExploTech GmbH - EMPK®
SDstHundeBw
www.streitkraefteamt.bundeswehr.de
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ExplosniffTM
Gegenstände mit einem authentischen Geruch
(vergleichbare Zusammensetzung der Gasphase
von Standard und Echtstoff) und einer
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Oberflächen mit Partikeln von Explosivstoffen gut
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Forschung
Entwicklung
