Angesichts des aktuellen Zustands der Welt gibt es fast überall physische Kontrollpunkte, Gepäckscanner und Metalldetektoren. Vor diesem Hintergrund überrascht es nicht, dass an Flughäfen, einigen der verkehrsreichsten Verkehrsknotenpunkte, die Sicherheit von Tag zu Tag strenger wird.
Die Geräte und Maschinen für die Flughafensicherheit nutzen Wissenschaft aus vielen verschiedenen Bereichen. Diese Maschinen können grob in einige Kategorien eingeteilt werden:
Metalldetektoren mit Elektromagnetismus:
Diese werden auf Flughäfen als eine der ersten und grundlegendsten Ebenen einer Sicherheitskontrolle verwendet, hauptsächlich um Waffen wie Dolche, Gewehre, Messer usw. zu finden., die alle aus Metall bestehen. Sie werden auch an Orten wie Einkaufszentren und Theatern verwendet.
Ein Metalldetektor besteht aus einem Wechselstromgenerator und einer Spule. Der erzeugte Wechselstrom induziert ein variierendes Magnetfeld in der Spule. Befindet sich ein leitfähiges metallisches Objekt in der Nähe, entstehen durch das variierende Magnetfeld ‚Wirbelströme‘ im Objekt. Diese Wirbelströme erzeugen dann ein eigenes Magnetfeld. Somit ändert sich das Nettomagnetfeld plötzlich, eine Änderung, die von einem Gerät namens Magnetometer erkannt wird. Das Magnetometer löst dann den Alarm aus, so dass nach einem komplizierten Hin und Her zwischen den elektrischen und magnetischen Feldern das Metallobjekt erfolgreich erkannt wird.
Metall-Screening-Geräte können in der Hand gehalten werden, oder Walk-through in der Natur. Menschen mit Herzschrittmachern (die metallischen Inhalt haben) dürfen diese Metallabschirmgeräte daher nicht passieren.
Wirklich? Ich auch? (Bildnachweis: flickr.com)
Scanner mit den Eigenschaften von Röntgenstrahlen
Fun Fact: Superman benutzte einmal seine Röntgensicht, um die Farbe von Lois ‚Unterwäsche zu bestimmen.
Hoppla.
Darüber hinaus haben Röntgenstrahlen eine Vielzahl von nützlicheren Anwendungen.
Da Röntgenstrahlen elektromagnetische Wellen einer vergleichsweise kleinen Wellenlänge und hohen Frequenz sind, haben sie eine sehr hohe Energie, aber keine sehr hohe Durchdringungskraft. Die Menge an Röntgenenergie, die von verschiedenen Materialien absorbiert wird, ist unterschiedlich, wenn Röntgenstrahlen durch sie hindurchtreten. Daher gibt uns die Intensität der transmittierten Strahlen einen Einblick in das Material des Objekts. Die reflektierten oder gestreuten Wellen haben auch eine unterschiedliche Intensität, wenn sie von verschiedenen Materialien reflektiert werden. Aus diesem Grund haben wir zwei Arten von Scannern.
Messung der Intensität nach Transmission durch das Material.
Gepäckscanner verwenden diese Technologie. Sobald sich das Gepäck im Inneren befindet, gibt eine Seite des Scanners Röntgenstrahlen frei. Diese Röntgenstrahlen passieren den Beutel und ein Teil der Energie der Röntgenstrahlen wird von den verschiedenen Objekten im Beutel absorbiert, während die leeren Räume die Röntgenstrahlen nicht blockieren und die Wellen ohne Änderung der Intensität durchlaufen. Diese Wellen treffen dann auf den ersten plattenförmigen Detektor. Vor dem Auftreffen auf den zweiten Detektor blockiert das Material zwischen den beiden Detektoren die niederenergetischen Wellen, so dass nur die hochenergetischen Wellen auf die zweite Platte treffen. Die Ausgaben dieser Platten werden verglichen, was uns hilft, die Materialien der verschiedenen Objekte in der Tasche zu kennen.
Die Funktionsweise eines Gepäckscanners
Anschließend wird digital ein Bild erstellt, das nicht nur die Formen, sondern auch das Material der Objekte in den Taschen beschreibt, indem es sie mit verschiedenen Farben darstellt. Dichtere Materialien wie Metall oder Glas werden durch dunklere Farben dargestellt, während Lebensmittel und Stoff usw. werden durch hellere Farben dargestellt.
Orange steht für organische Materialien, während dunklere Farben dichtere Materialien darstellen (Bildnachweis: Mattes / Wikimedia Commons)
Messung der Intensität nach der Streuung der Wellen nach dem Auftreffen auf das Material
Die Messung der Intensität der übertragenen Strahlen wird in Gepäckscannern verwendet, während die Messung der Intensität der gestreuten Strahlen in Ganzkörperscannern wie Rückstreu-Röntgenscannern und Millimeterwellenscannern verwendet wird
Röntgenstrahlen werden nicht nur nach Absorption ihrer Energie durch das Material übertragen, sondern auch von der Oberfläche gestreut. In diesem Fall wird die Intensität der gestreuten Wellen gemessen. Dies ist weniger schädlich, da die Strahlen das Objekt nicht vollständig durchdringen müssen, sodass Maschinen, die diese Technologie verwenden, als Ganzkörperscanner für den Menschen verwendet werden. Ähnlich wie oben erwähnt, variiert die Intensität des Streulichts mit dem Material. Es gibt zwei weitere Maschinentypen, die diese Eigenschaft nutzen: solche mit Rückstreu-Röntgentechnologie und Maschinen mit Millimeterwellentechnologie.
Röntgenscanner mit Rückstreuung & Millimeterwellenscanner (Bildnachweis: Verkehrssicherheitsverwaltung / Wikimedia Commons)
Der Hauptunterschied besteht darin, dass ein 3D-Bild rückstreut. Millimeterwellen-Scanner sind auch viel sicherer, da sie weit weniger Energie emittieren.
Maschinen zum Nachweis von Sprengstoffen und illegalen Drogen:
Zum Nachweis von Sprengstoffen wird eine Technologie verwendet, die als Ionenmobilitätsspektrometrie bekannt ist. Bei diesem Verfahren werden die Partikel der Probe in ihrer Gasphase ionisiert und ihre ‚Ionenbeweglichkeit‘ gemessen. Die Ionenbeweglichkeit ist ein Verhältnis der Driftgeschwindigkeit des Ions zum elektrischen Feld aufgrund der Ionenladung.
Die Methode, die die Messung der Röntgenintensität nach der Übertragung durch eine Probe verwendet, kann auch zum Nachweis illegaler Drogen und Sprengstoffe verwendet werden. In diesem Fall gibt es eine Datenbank mit allen akzeptablen Farben, und wenn die Ausgabe keiner dieser Farben entspricht, werden die Behörden benachrichtigt.
Neben dem Einsatz von Maschinen werden auch Hunde eingesetzt, die darauf trainiert sind, bestimmte Gerüche zu erkennen. Das jüngste und aufregendste Unterfangen in der Sicherheit ist das Training von Honigbienen! Sie können in Verbindung mit fortschrittlicher Videocomputersoftware verwendet werden, und obwohl dies noch nicht ausgeführt wurde, ist die Idee allein wirklich faszinierend.
Alles in allem denke ich, dass die Veränderungen in der Flughafensicherheitskontrolle im Laufe der Zeit, von physischem Frisking zu Röntgengepäckscannern, elektromagnetischen Metalldetektoren und Wachschutzarmeen, nur ein weiteres Beispiel dafür sind, wie wunderbar das Wachstum der Wissenschaft sein kann. Es ist genau wie Winston Churchill einmal sagte: ‚Verbessern heißt ändern; perfekt zu sein bedeutet, sich oft zu ändern.‘
(Der Wissenschaft)