CEREX Progress report January - June 2011

FOI har i tidigare rapporter visat att Ramanspektroskopi är en metod som är möjlig att använda för att detektera explosivämnen på avstånd. Metoden visar mycket bra resultat för bulk [1-3], ångfas [4] och partikeldetektion [5]. När man söker efter explosiva hot t.ex. IED:er kommer det vara svår att få direkt access mot själva explosivämnet varvid bulkdetektion inte kommer att vara möjligt att använda. Genom att istället söka efter spår av explosivämnen, som med lätthet hamnar på utsidan av anordningen kan man hitta och identifiera den explosiva varan. I CEREX projektet byggs utrustning för att man skall kunna hitta spår av explosivämnen med en storlek som motsvarar enskilda partiklar. En annan fördel med att kunna hitta partiklar av explosivämnen är att det skulle göra det möjligt att hitta tillverkaren eller fabriken innan skadan är skedd. För att kunna hitta dessa små mängder används avbildande multispektral Ramanspektroskopi [6]. Denna rapport beskriver det fortgående arbetet med att bygga en ögonsäker partikeldetektionsdemonstrator som kommer att demonstreras under våren 2012. I demonstratorn använder man sig nu av en icke ögonsäker 532 nm laser och man klarar då av att detektera enskilda partiklar av DNT, svavel och ammoniumnitrat från ett fingeravtryck [7]. För att kunna byta till en ögonsäker UV-laser har flera studier gjorts för att studera hur Ramanspektra och explosivämnen regerar på ljus från UV-lasrar. En mycket snabbgrindad ICCD kamera har lånats av Stanford computer optics. Med denna var det möjligt att mäta upp Ramanspektra från pentylsprängdeg som fluorescerar så starkt att Ramanspektra inte är möjliga att mäta med långsamgrindade kameror. Ramanspektra för explosivämnen så som trinitrotoulene (TNT), dinitrotoulene (DNT), Comp B, cyclotrimethylenetrinitramine (RDX), C4, pentyl, pentylsprängdeg och ammoniumnitrat har blivit uppmätta för lasrar med 20 Hz, 20 kHz and 50 kHz pulsrepetitionsfrekvens och med liknande medellasereffekt. Studierna visar på liknande Ramanspektra från alla tre pulsrepetitionsfrekvenser. För TNT, DNT, Comp B blir Ramanspektrana väldigt svaga jämfört med de andra ämnena. För att studera hur Ramanspektra från TNT påverkas vid UV-väglängder har mätningar blivit gjorda i steg om 4 nm från 419 nm till 383 nm. Dessa mätningar visar på att den insamlade Ramansignalen sjunker drastiskt när våglängden minskar. Vad detta beror på är inte helt utrett eftersom resultat från GC-MS mätningar inte har kunnat visa att TNT bryts ner till andra produkter. Fortsatta studier kommer att göras under sommaren och hösten.