核生化武器危害探测需求分析

核生化武器危害探测需求分析自从有战争以来，人们不断设法加大武器的杀伤力，人类几千年的武器技术发展史，除科学技术的推动外，对更大杀伤力武器的追求也是动力。核武器，生物武器，化学武器，简称核生化武器，同属于大规模杀伤性武器，曾给人类社会带来灾难。核生化武器尽管遭到全社会人民群众的反对，但战争毕竟是无情的，只要霸权主义存在，战争就会发生，这类大规模杀伤性武器就有可能投入战场，一些偏激的恐怖分子，也可能使用生化武器，来进行恐怖活动。1.1核生化武器的发展核武器的问世时间就比较晚，尽管在西元前4世纪时，希腊的哲学家德谟克利特就提出所谓的“原子论”，但是真正有科学论据的发展则是进入19世纪以后的事了。物理科学家们先后提出更严谨的原子学说、证明原子分裂和质能转换，特别是爱因斯坦所提出的相对论，为核子武器的催生奠定了基础。美国在第二次世界大战期间秘密研究原子弹，在1942年2月就已取得重大成就，随即投入大量人力、物力将研究成果实用化，终于在1945年7月16日成功试爆世界的首枚原子弹。美国很快就拿原子弹来对付日本，同年8月6日和9日，分别在日本长崎和广岛投下一枚原子弹，惊人的破坏力迫使日本宣布无条件投降，却也将人类的历史带入了核子武器时代。化学武器是核生化武器中最早被运用的，化学武器又称为化学战剂，是利用化学物质对敌人遂行战斗的武器。化学战剂可分为杀伤性、纵火性和烟幕性三类，人类在数千年前就懂得运用化学战剂，主要是使用非毒性化学战剂，用火攻坚和以烟幕掩蔽军事行动都是经常运用的战斗技巧。但是人类真正发动有计划、有规模的化学战则是在第一次世界大战期间，毒气在1914年就开始运用于战场，随即造成严重的伤亡，由于杀伤效果惊人，交战双方都大量使用化学战剂。第一次世界大战结束以后，就很少看到毒性化学战剂再度大规模使用，但是一些区域性战争仍可看到动用化学战剂，例如前苏联用来对付阿富汗游击队等。生物武器主要是利用一些致命性的病毒、细菌等微生物类和毒素类，例如已知的埃博拉病毒、汉他病毒等，利用这些战剂的高传染性与扩张性实施攻击。使用生物战剂后，目标区内的动、植物与物品都会造成污染，虽然杀伤效果惊人，但由于这些战剂的高传染性与扩张性却会产生难以估计的后遗症，事后的污染清除非常耗费成本。也因此，迄今为止，尚未发生大规模使用生物武器的情况。1.2核生化武器使用实例美国1945年原子弹研制成功以后，匆忙将仅有的两颗投向日本本土，炸毁了广岛、长崎两座城市，造成几十万人的伤亡。这是历史上核武器实战使用的唯一例子，它促使了日本提早投降。核武器的杀伤力是其他武器无法相比的，由于核武器的大规模杀生力，主要是核威慑作用，中美俄英法等都具有核威慑力量。伊拉克也曾一向重视发展核生化武器,萨达姆把拥有核武器看作是充当阿拉伯世界盟主的重要资本，后来海湾战争的爆发，核武器才被迫停止。卢沟桥事变后，侵华日军开始在中国战场上对中国军民使用化学武器，造成了严重的伤害。侵华日军的细菌研究“成果”广泛用于战争中，曾在我国２０个省内进行过细菌战。据统计，有据可查的就有２７万无辜人民死于细菌战，军方的死亡人数还没有统计进去。1995年，东京地铁内发生了一起震惊全世界的投毒事件。事件造成12人死亡，约5500人中毒，1036人住院治疗。事件发生的当天，日本政府所在地及国会周围的几条地铁主干线被迫关闭，26个地铁站受到影响，东京交通陷入一片混乱。后来调查得知发动恐怖袭击的人在东京地下铁三线共五列列车上发放沙林毒气，这是典型的化学武器恐怖事件。2001年美国炭疽攻击事件是在美国发生的一起从2001年9月18日开始为期数周的生物恐怖袭击。从2001年9月18日开始有人把含有炭疽杆菌的信件寄给数个新闻媒体办公室以及两名民主党参议员。这个事件导致五人死亡，17人被感染。嫌疑人艾文斯曾经在马里兰州弗雷德里克戴翠克堡政府生物防御实验室中工作，这是现代典型的生物恐怖袭击。1.3核生化武器的分类和特点（1）核武器核武器是指利用铀235或钚239等重原子核自持式链式裂变反应或聚变反应瞬间释放出的巨大能量产生爆炸，造成大规模杀伤或破坏效果的武器。1千克铀全部裂变释放的能量相当于2万吨TNT当量。核爆炸的杀伤破坏效应包括冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲。除原子弹、氢弹外、中子弹、核定向能武器（核激励X射线激光器、核电磁脉冲弹）、冲击波弹、感生放射性弹，均包括在核武器之内。核武器爆炸，不仅释放的能量巨大，而且核反应过程非常迅速，微秒级的时间内即可完成。因此，在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度，加热并压缩周围空气使之急速膨胀，产生高压冲击波。地面和空中核爆炸，还会在周围空气中形成火球，发出很强的光辐射。核反应还产生各种射线和放射性物质碎片；向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用，造成电流的增长和消失过程，其结果又产生电磁脉冲。这些不同于化学炸药爆炸的特征，使核武器具备特有的强冲击波、在第一次世界大战中，许多国家都尝到了化学武器的甜头，一度达到每战必用的地步；而二战结束前美军在日本广岛和长崎投下的两颗原子弹，更是让人们震慑于核武器的威力，核生化武器让人们谈毒色变、谈核色变。随着人们对核生化武器危害的认识，在20世纪末《全面禁止核试验条约》、《禁止化学武器公约》等一些禁止核生化武器的公约相继签署被通过。但是这些公约的签署并不意味着核生化威胁不再存在。事实上核生化武器仍然在相当程度上威胁着我国的安全。（1）美国继续奉行核威慑战略几十年来，美国在核武器技术的先进程度和核武器拥有的数量、质量上，一直处于世界领先地位。美国在争霸世界和对外扩张中，始终奉行核威慑战略，用其无与伦比的核力量恫吓别国，当然也包括我们国家，尤其在涉及到南海领土争端等敏感问题时。（2）次生核化危害成为新威胁次生核化危害是指用常规武器摧毁破坏对方的核化设施，使其放射性或有毒物质泄漏，造成环境污染所形成的特殊核化危害。（3）核生化恐怖活动不断加剧核生化恐怖活动是指组织或个人通过直接使用核生化武器,或散布放射性物质、生物制剂和化学有毒有害物质,或破坏核、化学及生物设施,或威胁采取上述行动,来达到某种政治或经济目的的暴力或暴力威胁行为.当前,恐怖组织进行核生化恐怖活动有两种,一是直接使用生化武器进行恐怖活动。这其中以东京地铁沙林事件和“9.11”后美国的炭疽恐怖事件震惊全世界。据不完全统计,从1960年至今,全世界共发生了270多起核生化恐怖事件,这些核生化恐怖事件不仅给国际社会造成了巨大恐慌,还对国际恐怖组织起到了刺激和示范作用。二是恐怖组织还利用自己拥有的武器装备对核化工业设施和有毒有害物质的运载工具来进行破坏、摧毁,造成放射性和有毒物质泄漏所形成污染的危害。这种危害叫次生核化危害,它不仅能破坏国家的战争潜力,而且能形成战场的特殊核化环境,从而对国家对人民造成危害。目前,我国虽然尚未发生规模性的核生化恐怖事件,但也面临着潜在的核生化恐怖威胁。我国宗教极端分子、民族分裂分子,特别是与中亚、阿富汗等境外恐怖分子存在密切联系的“东突”分子,存在实施核生化恐怖活动的可能。（4）我国周边的核化环境复杂据西方报道,至2006年1月1日,俄罗斯的战略核力量是共4279枚核弹头,拥有核武器发射装置927套。1998年5月11日和13日,印度在西部博克兰地区进行了5次小当量的核试验,并公开宣称成为有核国家。目前西方估计印度拥有的核弹头总数为75-90枚左右,其弹道导弹的射程为2500公里。1998年5月28日,巴基斯坦成功地进行了5次核试验。目前西方估计巴基斯坦可能拥有大概30枚核弹头,其弹道导弹的射程为1500公里。日本研制核武器的历史,开始于第二次世界大战时期。目前日本已有1枚核弹的全部部件,在核武器的设计、生产、运载和投掷方面的条件都已具备。2006年10月9日,朝鲜不顾多方的警告悍然进行了核试验,而且试验地点距离我国边境仅为137公里,朝鲜迈出了非常危险的实质性的第一步,从而给我国周边的核威胁带来了更多的变数。存在就是威胁,我周边存在着如此多的国家拥有核生化武器,对我国安全造了严重的威胁和安全隐患隐患。1.6核生化武器探测设备分析近年来，国外核生化战剂探测技术和设备发展很快，更新换代频繁，技术设备不断推陈出新。这是和当前国际形势大环境分不开的：核生化武器发展和扩散屡禁不止，一些国家拒不履行不首先使用核武器的义务，国际范围核材料的走私和失控，国际恐怖主义威胁和各种核反应堆事故，使人们收到核辐射伤害的可能性大增，作为对付这种威胁必备的防护措施一辐射探测技术和设备，国外核生化危害探测技术和探测设备得到了快速发展。鉴于核生化武器的强大危害性和我国当前面临的核威胁环境，对核生化危害进行探测显得尤为必要和迫切。1.6.1国外现役探测设备（1）核辐射探测设备目前美国已经装备的核辐射探测设备主要有AN/PDR-27型、AN/PDR-43型、AN/PDR-65型辐射探测仪，此外，相关设备还有DT-60/PD和IM/143PD个人剂量仪。AN/PDR-27是标准的低量程13-Y辐射仪，在低强度侦检和人员监测中使用。探测器本身是用螺旋导线连到仪器本体上的探针。耳机提供Y强度变化的声响指示。该仪器以蓄电池供电，采用了两只盖革一弥勒(GM)管：大管在二个较低工作量程探测使用，小管在二个较高工作量程探测使用。AN/PDR-43辐射仪是用蓄电池供电的高量程13-Y辐射仪，可作高、低强度探测用，也可对人员监测，它采用盖革．弥勒管，有一个插入式的Kr-85源。AN/PDR-43的盖革一弥勒管可很快地调整以适应辐射强度的变化。即使它转到不同的刻度上时，仪表的调整也只需1秒钟的时间。在强度大于500R／hr时，测量仪表会固定在一个读数上，但不会出现饱和，仪器的校准精度为±20％。AN/PDR-65是很高量程的Y辐射侦检仪器。在舰船上，它通常是固定安装的，与外部探头连接使用，但它也能作便携式测量仪。AN/PDR-65的主要位置是在舰的桥楼上。装有二台AN/PDR-65的舰，通常是把第二台装在损管中心。读出的总剂量可高达10000R／hr。现在选用的个人辐射剂量仪有两种类型：IM-143/PD电离式袖珍剂量仪和类似的计量仪DT-60/PD。IM-143/PD是自读式袖珍型剂量仪，用来探测和指示对X射线和Y辐射的辐照，探测范围是0到600伦琴。每艘舰上，每十个舰员可拥有一支。DT-60/PD剂量计是辐射发光剂量仪，它体积很小，可挂在钥匙链上。测量范围在10~600伦琴之间。（2）化学战剂探测目前美国装备的化学战剂探测主要有两种：点探测设备(接触性)和遥测设备(非接触式探测技术)，两者的合理使用，能高效及时地探测化学战剂的存在，确定化学战剂的性质和范围，并发出报警。美国现在装备的远距离化学战剂探测设备，即化学战剂定向探测装置(CWDD)，型号为AN/KAS-1。它采用手动操作的被动式红外传感器，可以探测距离几里以外的神经毒剂。化学战剂定向探测装置可以探测到GA、GD、GB、GF和VX的特征，该探测装置80年代中后期开始装备海军舰艇，它可以探测离公里以上的化学战剂。目前美国化学战剂的点探测设备有：CAPDS~HCAM化学战剂探测仪、M256A1侦毒包和draeger检查等。CAPDS化学战剂点探测器系统是一种嵌入式、自动气体传感器。可以提供几种神经毒剂的探测警报。化学战剂的点探测系统是一种离子化探测器。80年代初研制成功并装备舰艇服役。它可以探测G型(包括GA、GB、GD和GF)和V型神经毒剂，如芥予气毒剂、HD。CAM化学战剂监测器是手持式蒸汽传感器，可以探测神经毒剂和芥子气毒剂。目前虽未正式装备到舰队，但紧急情况下舰队配有备用的CAM化学战剂监测器提供使用。M256A1型探测侦毒包是一种可以单兵手提的侦毒包装置，使部队能够在作战环境下探测神经毒剂、芥予气毒剂和血液剂的浓度。DRAEGER检定管用来探测化学战剂中的碳酰氯(光气)，一旦发生可疑的化学战剂攻击，可以使用Draeger光气检定管探测光气是否存在。M8和M9化学战剂探测试纸。M8型探测试纸可以装配到舰船甲板表面，监控是否有液态化学战剂微粒的到来。M9探测试纸经过化学处理，用来监测液态神经毒剂(G和V型)和芥子气毒剂(H和L型)。（3）生物战剂探测当前美国海军舰艇上安装的生物战剂探测设备是中间生物战剂探测系统(IBADS)。中问生物战剂探测系统内置传感器，可以提供数种空投生物战剂的实时探测。中问生物战剂探测系统的数量有限。由最高当局指定安装在不同舰艇的甲板上。特混编队中的一艘或几艘舰艇可以安装中问生物战剂探测系统。中问生物战剂探测系统连续收集外界空气样品并在几个数值范围内探测空中微粒数量的变化。如果在人们可以呼吸的数值范围内有几种可疑微粒增加，利用生物战剂探测系统中的标样，可以确定生物战剂的种类。1.6.2国外核生化探测新技术设备的改进和新技术的研发随着核生化武器传送工具的不断改进，以及核生化战剂的特殊作用和大规模杀伤性，特别是使用这类武器的威胁不断增加，各海军大国都把海军的三防装备视为不可缺少的一部分。特别是对位居首要环节的核生化战剂的探测，尤为重视。投入大量人力物力开展了深入的研究和开发。（1）核辐射探测技术为了克服现役核辐射探测设备缺点如操作不便、专业要求高、维修校准困难等缺点。开发出新的RADIAC辐射仪包括：AN/UDR-13型放射性探测仪、AN/VDR-2型放射性探测仪、AN/DDR-75型放射性探测仪、AN/DDRJ-77型放射性探测仪和据近期报导布鲁克公司研制出的SVG2型辐射仪。AN/UDR-13型放射性探测装置是一种手动、小型的现场放射探测仪。该仪器能探测战场环境中的Y中子的累积剂量。AN/UDR-13型放射性探测仪的改进方面包括瞬时剂量测量(包括中子)，该仪器不需要单独的充电器。AN/VDR-2型放射性探测设备主要辐射。该仪器代替了老式的IM-l74和AN/PDR-27型放射探测仪。该设备包括声光报警器，其报警器与车船核、生、化防护系统相配合，并可与车船的电源系统和内部通讯联络系统相连接。AN/DDR-75型放射性探测仪可测量瞬时的和残留的剂量，并测量储存在DT-236个人计量仪上的中子放射剂量。这种装置具有一种新的探测能力，可用来监测和记录每个人暴露在Y和中子辐射下的总辐照剂量。据最近资料报导，美国布鲁克公司研制出了SVG2型辐射仪。SVG2辐射仪是一种手提式微机监控的辐射仪，它采用了当今最先进的半导体技术，配备有对Y、中子辐射探测的联合传感器，外部设有个人剂量仪和a-Y探测仪。外部Y探头是为潜艇使用而设计的，当然也可用于任何其它海军环境。该辐射仪号称核辐射探测的第二代产品。它可以与该公司研制的RAID-S化学战剂探测器相联，从而构成海军舰用核化学战剂联合探测系统。（2）化学战剂探测设备和技术a）化学战剂点探测设备和技术研究进展化学战剂点探测设备和技术最近的两项研究进展是：用于美国海军的以离子迁移为基础的化学战剂探测仪(AID、ACADA)和表面声波化学战剂探测仪(JACD)的开发。RAID型离子迁移化学战剂探测仪，是布鲁克公司为美国海军研制的舰载化学战剂探测设备，分为手持式和固定式，有三种AID-I、AID-S和AID-M三个型号，分别用来检测人员、设备和舰内空气中的化学战剂情况。AID—S固定式探测仪主要设计用于长时间操作，还可以与数据处理系统或远程探测、报警装置相连。这种探测设备可以安装到各种类型舰船上(包括潜艇)。ACADA化学战剂自动探测与报警装置(M22)。这是由美国科学技术研究公司专为海军舰艇设计的手提式化学战剂探测装置。可探测的类别有神经和腐烂性毒剂及其他化学战剂蒸气，还可以轻而易举地进行改进，便可探测其他新的化学战剂。其特点是适用于舰艇环境、实时探测、不受普通蒸气干扰、误报警率极低。它采用了离子迁移光谱技术。实验室试验过的毒剂包括：GA、GB、VX和GD。此外，美国海军还对采用IMS技术的现役化学战剂点探测装置进行了改进。最近推出了IPDS改进型化学战剂探测系统，正在装备海军舰队，代替80年代中期研制并装备的IMS点探测设备。这种新型IMS化学战剂探测器包括两个同时工作的离子室，一个探测神经毒剂、一个探测起泡战剂。其特点是改进了设计、提高了分辨能力、抗干扰性强、误报警率低，号称当今最先进的舰载化学战剂探测系统。JCAD化学战剂探测系统。由贝依系统公司研制出的表面声波化学战剂探测系统(JCAD)，采用了独特的表面声波传感器技术，可以探测化学战剂(神经毒剂、糜烂毒剂和血液毒剂)以及工业有毒的化学物质，该系统具有灵敏度高(可探测ppb级浓度)、响应速度快(探测和鉴别化学战剂时问<10s、多功化学战剂和工业化学物质、可靠性强(误报警极低)、价格便宜(比当前的化学战剂探测器便宜30％)等特点。b）化学战剂遥测技术和设备除了对80年代中后期服役AN/KAS-1进行改进，研制出了AN/KAS-1A型化学战剂遥测仪外，美国最近研制出可用于海军的生化战剂遥测技术和设备主要有：RAPID化学战剂遥测装置、M21化学战剂遥测设备、JSLSCAD多军种通用轻型化学战剂遥测仪。RAPID化学战剂遥测装置。它是由布鲁克·达尔顿尼克斯公司研制的红外化学战剂遥测装置(RAPID)。该仪器可靠性高，可探测距离5km，可安装在各种舰艇平台上。水平探测覆盖面3600，上下角度为-100至500，旋转600,时间为3s。该装置的主要技术特点是：操作方便、结构紧固紧凑(500×331×386mm)、重量轻、能耗低、探测报警快、采用专~UFTIR技术、灵敏度高、性能稳定可靠。M21化学战剂遥测设备。M21型自动化学战剂报警仪是获准装备的首台远距离化学战剂探测仪。该报警仪可探测5km以外的糜烂性战剂和神经毒剂云团并发出早期报警，允许现场指挥员对周围污染鉴别和采取行动。自动扫描红外传感器，通过蒸汽引起的背景红外光谱的变化探测战剂蒸气云团，扫描弧度为60。M21可对神经毒剂和糜烂性毒剂发出声光报警，可安装在M93A1福克斯侦察系统中。JSLSCAD多军种通用轻型化学战剂遥测仪。它是一种新型的探测系统，旨在为美国21世纪的战争中探测神经毒剂、芥子气和血液战剂蒸汽方面提供最现代化的设备。JSLCAD是全自动探测系统，该系统能够搜索周围大气中的化学战剂汽云。这是第一台化学战剂探测系统，探测距离达5km，在陆地、空中和舰载平台上的运转范围达360。JSLSCAD将为4种武装部队(海军、陆军、空军和海军陆战队)提供早期报警，以规避已受到污染的战斗区域，或者如果不可能规避污染的作战区域，也为作战人员穿戴防护面具和防护服赢得了时间。JSLSCAD是一种被动红外(IR)探测系统，该系统通过处理在电磁波频谱8-12um区中收集的能量进行探测，把所收集的IR光谱与已知战剂光谱库进行比对，来确立是否存在化学战剂。进行探测时，JSLSCAD能识别出化学战剂云团并发出声、光报警。JSLSCAD预期应用包括各种地面车辆、飞机、舰船和定位平台。JSLCAD的设计能为NBC联合报警和报告网络