Stand-off Detektion



Fingerabdruck von Explosivstoffen

 

 

 

 

 

 

 

 

Funktionsprinzip der lasergestützten Detektion von Gefahrstoffen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lasergestützte Stand-off Detektion auf der Freistrahlstrecke in Lampoldshausen

 

 

 

 

 

 

Sowohl die vorsätzliche wie auch die unbeabsichtigte Freisetzung von chemischen, biologischen, radioaktiven, nuklearen oder explosiven (CBRNE) Gefahrstoffen stellt eine Bedrohung für die Personensicherheit dar. Neben der Bedrohung der zivilen Sicherheit ist in Krisengebieten, wie derzeit in Afghanistan, die Sicherheit der entsendeten Soldaten durch Anschläge gefährdet. Dem dringenden Bedarf an zuverlässigen Nachweisverfahren wird Rechnung getragen durch zahlreiche national (BMBF) und international (EU-FP7, EDA) geförderte Forschungsprogramme. Die lasergestützte Stand-off Detektion bietet vielversprechende Möglichkeiten, Gefahrstoffe frühzeitig zu detektieren und zu identifizieren. Durch ein abstandsbasiertes, diskretes und zuverlässiges Detektionsverfahren lassen sich im Krisenfall rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten und Gefahren für die Bevölkerung und die Rettungskräfte verringern.

Die Detektion von Gefahrstoffen wird durch deren Vielfalt erschwert. Die unterschiedlichen Verbreitungs-, Kontaminations- und Inkubationswege erhöhen zusätzlich die Komplexität der Problemstellung. Chemische Gefahrstoffe, wie z.B. das Nervengift Sarin, werden zumeist gasförmig über die Luft verteilt. Bakterien und Viren können an Gegenständen haften oder sich als Aerosole über die Luft ausbreiten. Dort überleben sie mehrere Tage und Wochen. Explosivstoffe hinterlassen Spuren auf Oberflächen, z.B. in Form von Fingerabdrücken oder als Partikel an Textilien.

Viele der heute schon verfügbaren Detektionsmethoden benötigen zumeist direkten Kontakt mit dem Gefahrstoff. Diese Einschränkung erschwert eine frühzeitige Erkennung und ist für die Helfer nicht ohne Gefahren durchführbar. Andere Methoden beschränken sich auf Entfernungen im Meterbereich (Portalsysteme) oder sind stark von der Hintergrundstrahlung abhängig. Lasergestützte Detektionsmethoden nutzen unterschiedliche Wechselwirkungsmechanismen zwischen elektromagnetischer Strahlung und Materie. Dabei kann eine große Anzahl von Gefahrstoffen in unterschiedlichen Zustandsformen über Entfernungen bis in den Kilometerbereich erfasst werden.

Die Anforderungen an die Stand-off Detektion unter realen Einsatzbedingungen sind geprägt durch das konkrete Bedrohungsszenario und die aktuellen Umweltbedingungen. Entsprechend der Gefahrenlage kommen die Systeme vorwiegend in belebten Situationen zum Einsatz, in denen eine schnelle, diskrete und vor allem sichere Gefahrstofferkennung zwingend ist. Eine Gefährdung von Personen durch das Verfahren selber ist dabei auszuschließen. Die Funktionalität ist innerhalb wie außerhalb von Gebäuden zu gewährleisten. Um diesen Anforderungen zu genügen, ist die Laserstrahlung im augensicheren Wellenlängenbereich zu wählen, wobei die optische Transmission der Atmosphäre zu berücksichtigen ist. Weitere Auswirkungen der Atmosphäre sind ein veränderlicher Strahlungshintergrund, die Sichtweiteneinschränkung durch ungünstige Witterungsbedingungen, Smog oder Staubwolken, sowie die Präsenz natürlicher, schadstoffähnlicher Spurenstoffe. Die Entwicklung kompakter, mobiler Komplettlösungen ist das angestrebte Ziel für einen schnellen und effektiven Einsatz im Krisenbereich.


Kontakt
Dr.rer.nat. Jürgen Handke
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Technische Physik
, Atmosphärische Propagation und Wirkung
Tel: +49 6298 28-230

Fax: +49 6298 28-582

E-Mail: Juergen.Handke@dlr.de
URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/tp/desktopdefault.aspx/tabid-7038/11678_read-27547/
Downloads zu diesem Artikel
Lasergestütze Stand-off Detektion von CB(RN)E (http://www.dlr.de/tp/Portaldata/39/Resources/handouts2010/Handout_Stand-off.pdf)