Explosives Detection Using Magnetic and Nuclear Resonance Techniques

رزونانس چهار قطبی هسته‌ای (NQR) یک تکنیک جدید بسیار امیدوارکننده برای تشخیص مواد منفجره حجیم: نسبتاً ارزان‌تر، فشرده‌تر از NMR، اما با انتخاب‌پذیری قابل‌توجه. از آنجایی که فرکانس NQR نسبت به تغییرات دوربرد در ترکیب حساس نیست، مخلوط کردن مواد منفجره با مواد دیگر، مانند نرم‌کننده‌های مواد منفجره پلاستیکی، تفاوتی ایجاد نمی‌کند. قدرت سیگنال NQR به صورت خطی با مقدار ماده منفجره تغییر می کند و مستقل از توزیع آن در حجم نظارت شده است. NQR انواع مواد منفجره را در پیکربندی‌هایی که با روش تصویربرداری اشعه ایکس از دست می‌دهند، شناسایی می‌کند.

اما اگر NQR بسیار خوب است، چرا همه جا از آن استفاده نمی‌شود؟ محدودیت اصلی آن نسبت سیگنال به نویز کم است، به ویژه با تداخل فرکانس رادیویی که در یک محیط میدانی وجود دارد، قطبش NQR بسیار ضعیف تر از یک میدان مغناطیسی خارجی است. امضاهای متمایز وجود دارد، اما به سختی می توان از سر و صدا استخراج کرد. علاوه بر این، گزینش پذیری بالا تا حدی یک نقطه ضعف است، زیرا ساخت یک سیستم چند کاناله لازم برای پوشش طیف وسیعی از مواد هدف دشوار است. علاوه بر این، موادی که به طور کامل توسط محفظه های فلزی غربال شده اند و غیره به سختی قابل تشخیص هستند. کارگاهی در ژوئیه 2008 در سنت پترزبورگ برگزار شد تا بتواند این مشکلات را حل کند و NQR را به تکنیک جهانی برای شناسایی بمب‌ها بدون توجه به نوع تبدیل کند. این کتاب موارد ضروری مقالات ارائه شده در آنجا را ارائه می دهد.

Nuclear quadrupole resonance (NQR) a highly promising new technique for bulk explosives detection: relatively inexpensive, more compact than NMR, but with considerable selectivity. Since the NQR frequency is insensitive to long-range variations in composition, mixing explosives with other materials, such as the plasticizers in plastic explosives, makes no difference. The NQR signal strength varies linearly with the amount of explosive, and is independent of its distribution within the volume monitored. NQR spots explosive types in configurations missed by the X-ray imaging method.

But if NQR is so good, why it is not used everywhere? Its main limitation is the low signal-to-noise ratio, particularly with the radio-frequency interference that exists in a field environment, NQR polarization being much weaker than that from an external magnetic field. The distinctive signatures are there, but are difficult to extract from the noise. In addition, the high selectivity is partly a disadvantage, as it is hard to build a multichannel system necessary to cover a wide range of target substances. Moreover, substances fully screened by metallic enclosures, etc. are difficult to detect. A workshop was held at St Petersburg in July 2008 in an attempt to solve these problems and make NQR the universal technique for the detection of bombs regardless of type. This book presents the essentials of the papers given there.