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新型核磁共振地雷探测器通过实地试验 有望加速排雷进程

2025-01-13 10:17     来源:中国核技术网     核磁共振 核技术

11 月,工程师们在安哥拉的一个雷区测试了核磁共振探测器,它可以可靠地探测到埋藏在地下 15 厘米深的爆炸物——这是地雷的典型埋设深度(图片来源:mRead)

近日,一款基于核磁共振(NMR)技术的新型地雷探测器在澳大利亚的模拟雷区和安哥拉的实地环境中成功通过了首次试验。这款设备由悉尼的mRead公司制造,旨在加快前战区的爆炸物清除速度,为排雷工作带来革命性的改变。

去年年底,mRead公司在安哥拉测试了其原型探测器。试验结果显示,该设备能够可靠地探测到埋藏在地下15厘米深处的爆炸物,这是地雷的典型埋设深度。这一成果为地雷探测技术的创新提供了新的方向。

地雷问题一直是许多刚从武装冲突中恢复的国家面临的严峻挑战。据北约统计,尽管柬埔寨和波斯尼亚等国的冲突已结束数十年,但全球仍有约1.1亿枚地雷分布在70个国家中。其中,乌克兰是地雷数量最多的国家之一,大片农田可能因此无法使用数十年。

地雷不仅威胁着人们的生命安全,还严重阻碍了当地的经济和社会发展。据地雷和集束弹药监测组织的数据,2023年有近2000人死于地雷事故,是2022年的两倍;另有3660人受伤,其中超过80%的伤亡者是平民,儿童占死亡人数的37%。

目前,人道主义排雷人员主要使用手持金属探测器来检查疑似雷区。然而,这些设备对土壤中的每一块金属和弹片都会作出反应,导致误报率很高。据扫雷慈善机构HALO Trust的研发官Matthew Abercrombie介绍,使用金属探测器时,每清理一个地雷就可能发现100次误报,这大大延长了排雷工作的时间。

为了克服这一难题,mRead公司开发了基于核磁共振技术的新型地雷探测器。核磁共振是一种已被广泛用于寻找地下矿产资源和机场毒品检查的技术。它利用原子核在强恒定磁场和弱振荡场的作用下发出的微弱电磁信号来探测目标物体。

MRead 开发的手持式探测器发射频率在 0.5 至 5 MHz 之间的无线电脉冲(图片来源:mRead)

然而,将核磁共振技术应用于地雷探测并非易事。由于环境中普遍存在的无线电噪声干扰,受激分子发射的电磁信号非常微弱,很容易被淹没在噪声中。mRead公司的首席技术官Nick Cutmore表示,他们团队经过多年的研究,终于找到了一种通过专有传感器设计滤除噪声的方法,使探测器能够准确地捕捉到爆炸物的电磁指纹信号。

mRead的手持式探测器发射频率为0.5至5MHz的无线电脉冲,远高于传统金属探测器使用的千赫兹范围的频率。该信号能够引发爆炸物中钠、钾和氯原子的磁共振响应,探测器内的传感器则负责监听这些特定的指纹信号。由于探测器直接对爆炸物作出反应,因此几乎完全消除了误报。

在为期三周的实地试验中,mRead的探测器不仅成功探测到了金属含量较高的地雷,还探测到了金属含量较低、难以用金属探测器发现的地雷。这一成果让排雷人员能够在进行耗时的挖掘之前更准确地判断疑似雷区的位置,大大提高了排雷工作的效率和安全性。

HALO Trust的首席执行官James Cowan对mRead探测器的试验结果表示非常兴奋。他指出,自2022年以来,乌克兰已埋设了200多万枚地雷,排雷工作需要更快、更安全、更智能的方法。mRead的探测器无疑为这一目标的实现提供了新的可能。

据悉,mRead的研究人员计划今年晚些时候返回安哥拉进行进一步测试,并希望微调原型设备,开始研究可以商业化生产的版本。



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