Über die chemische Detektion für die zivile Sicherheit

Innerhalb des Projektes wurden einzelne Detektionstechnologien entwickelt oder verbessert und die Ergebnisse der komplementären Systeme zusammengeführt. Ziel war es, eine über die Summe der Leistungen der Einzelgeräte hinausgehende Kontrolleffizienz des Gesamtsystems zu erzielen.

Die nachfolgend aufgeführten Detektionstechnologien wurden individuell optimiert und zu einem Gesamtkontrollverfahren zusammengeführt:

• 3D Röntgendurchleuchtungssysteme (3D-Bildgebung mit automatisierter Erkennung verdächtiger Objekte)
• Tagged Neutron Inspection System (Neutronenbasierte Elementaranalyse von Volumenabschnitten)
• Chemische Detektionsverfahren luftgetragener Analyten (chemische Detektion von Gasen, Dämpfen und luftgetragenen Partikel)
• Passive Detektion radioaktiver Materialien (Detektion und Identifizierung radioaktiver Isotope anhand ihrer ionisierenden Strahlung und Unterscheidung von natürlich vorkommenden radioaktiven Materialien)
• Photoneninduzierte Kernspaltung (Detektion von angereicherten spaltbaren Materialien)

Der Demonstrator dieses Gesamtkontrollverfahrens wurde in den Frachthäfen Rotterdam (Niederlande) und Danzig (Polen), sowie am ungarisch-serbischen Grenzübergang Röszke erprobt.

Das Institut für Sicherheitsforschung (ISF) der Hochschule Bonn Rhein Sieg war mit verschiedenen  Arbeitsgruppen, geleitet von Prof. Dr. Norbert Jung (Informatik) und von Prof. Dr. Peter Kaul (Angewandte Naturwissenschaften), als Projektpartner an dem Vorhaben beteiligt.

Die Aufgaben des ISF im Projekt waren die Entwicklung einer Probennahme- und Anreicherungsmethode für die schnelle, großvolumige Luftprobennahme aus geschlossenen Seecontainern (siehe Abbildung 1), die Entwicklung einer Bewertungsmethodik für gasphasen-basierte Detektionsverfahren, die Bewertung der im Projekt entwickelten chemischen Detektionssysteme, sowie der Benutzeroberfläche des integrierten Gesamtsystems.

Es wurde eine Luftprobennahme für Seecontainer mit einem Volumenstrom von bis zu 120 l/min bei gleichzeitiger Anreicherung schwerflüchtiger Analyten auf beschichteten Stahlgewebefiltern realisiert. Die Extraktion potentiell analythaltiger Partikel aus dem geschlossenen Container konnte mit gepulsten Druckluftstößen unterstützt werden.  Im realen Umfeld konnte die Probenahme getestet werden und wurde in bestehende Kontrollprozesse mit hohem Kontrolldurchsatz eingebunden. Die Wiederfindungsraten für die Schwerflüchter TNT und Kokainhydrochlorid lagen für den entwickelten Filter bei rund 55% bzw. 70%.

Zur Überprüfung von Probennahme und Detektoren wurden externe Emissionsquellen, ein decontaminierbares Containermodell, sowie mit Drogen und Explosivstoffen kontaminierter Feinstaub entwickelt. Diese wurden zur Bewertung der im Projekt entwickelten chemischen Detektionsverfahren eingesetzt.

Das Benutzerinterface des integrierten C-BORD Gesamtsystems mit elektronischer Entscheidungsunterstützung wurde durch die Arbeitsgruppe von Prof. Norbert Jung bewertet. Über das Projektziel hinausgehend wurden Untersuchungen zum chemischen Hintergrund im Container durchgeführt, sowie ein an der Hochschule entwickeltes Multisensorsystem zur Luftüberwachung getestet.

Die Ergebnisse und Erfahrungen aus dem Projekt finden Anwendung in Nachfolgeprojekten z.B.

• PräventinS (Kontrolle von Fracht auf Invasive Arten)
• Albero (Überwachung von alternativbetriebenen Fahrzeugen (Gas, Batterie) auf RoPax-Fähren)

Flüssigchromatograph-Tandem-Massenspektrometer (LC-MS): Zur Analyse von Drogen und Explosivstoffe im Spurenbereich für die Entwicklung der Probennahme und Testverfahren, sowie der Untersuchung des chemischen Hintergrundes in Containern und Zollabfertigungsbereich.

Thermodesorptions-Gaschromatograph-Massenspektrometer (TDs-GC-MS): Analyse von flüchtigen organischen Verbindungen im Spurenbereich für die Entwicklung der Probennahme und Testverfahren, sowie der Untersuchung des chemischen Hintergrundes in Containern.