Ученые Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» разработали сверхчувствительную методику обнаружения следовых количеств взрывчатых веществ в воздухе.

Сегодня в промышленности и вооружении широко применяются различные нитросоединения, в том числе, взрывчатые вещества, такие как тротил и гексоген. Даже следовые количества этих веществ в воздухе могут представлять опасность для человека и окружающей среды. Поэтому особенно важно разработать надежные методы обнаружения этих веществ.

Наиболее эффективные аналитические методы основаны на поиске паров нитросоединений в воздухе. Однако разработка надежной методики выявления малолетучих взрывчатых веществ в газовой фазе в концентрациях ниже 10-14 г/см3 остается большой проблемой для ученых. Даже общепризнанный универсальный метод масс-спектрометрии встречается со сложностями, связанными с необходимостью введения воздушных проб в область среднего и высокого вакуума.

По мнению ученых НИЯУ МИФИ, сегодня преимущество получает спектрометрия ионной подвижности (СИП) и ее подвид – спектрометрия приращения ионной подвижности (СПИП). Методика позволяет ионизировать молекулы, присутствующие в воздухе, классифицировать их по подвижности и, таким образом, выявлять примеси нитросоединений.

Исследователи НИЯУ МИФИ изучали пары различных нитросоединений в воздухе с помощью методов СИП и СПИП. Для ионизации паров они использовали лазер ультрафиолетового диапазона, который позволяет производить селективную ионизацию молекул в составе газовой пробы.

Чтобы обнаружить нитроорганические взрывчатые вещества тринитротолуол (TNT) и малолетучие гексоген (RDX) и пентрит (PETN), исследователи в качестве допантов добавляли в пробы толуол и 1-метилнафталин. Затем они измеряли коэффициенты приращения ионной подвижности для пиков целевых ионов TNT, RDX и PETN.

«Полученные результаты помогут повысить чувствительность детекторов и сделать прототипы лазерных СПИП более портативными за счет использования менее мощных и более компактных лазеров», - заключил инженер-исследователь кафедры физики микро и наносистем НИЯУ МИФИ Виталий Костарев.