Я думаю многие в курсе, что такое досмотровые установки (они же интроскопы) в метро. Ну и скорее всего неоднократно доводилось наблюдать, как там в ваших сумках/рюкзаках разным цветом светятся различные вещи. Не ошибусь, если скажу, что большую часть читателей все эти проверки утомляют. Но! Но оказывается даже досадную необходимость вроде проверки на входе в метро можно сделать приятной, и даже извлечь из ситуации некторую пользу. Как ? Читаем ниже.

Intro-Scope

По сути досмотровая камера интроскопа - это просто коробка с транспортерной лентой внутри, защищенная освинцованной резиной. С одной стороны коробки стоит рентгеновская трубка, а с другой стороны - детектор рентгеновского излучения.

Полупроводниковый детектор рентгеновского излучения преобразует кванты в слабые токовые сигналы, которые усиливаются и поступают на АЦП, а потом и в компьютер. Компьютер сначала корректирует несоответствие и смещение цифрового  сигнала от каждого пикселя, затем классифицирует органические и неорганические материалы и  выполняет базовые функции обработки изображения. Сигнал каждого рентгенографического среза объекта превращается в "линию" изображения на экране дисплея. Уровень серого изображения указывает степень поглощения рентгеновского излучения в инспектируемом объекте. Так как объект транспортируется по туннелю конвейером с постоянной  скоростью, система сканирует его последовательными "срезами". А далее обработанные рентгеновские изображения  объекта последовательно выводятся на дисплей для просмотра. Считайте, что инстроскоп в метро = младшая сестренка медицинского КТ.

Обычным черно-белым ренгеном сейчас уже никого не удивить, а вот цветные изображения внутренностей наших баулов - вполне могут вызвать интерес. В принципе, используется везде один и тот же эффект т.н. комптоновского рассеяния. 

Комптоновское рассеяние, открытое Артуром Холли Комптоном - это  рассеяние фотона на заряженной частице, обычно на свободном или связанном электроне. В результате фотон отдает электрону часть своей энергии (импульса). Электрон, в свою очередь, получив дополнительную энергию от рентгеновского кванта, испускает фотон, но уже с меньшей энергией и большей длиной волны.

Комптоновское рассеяние зависит от того, на какой материал попадают рентгеновские лучи. Ну а материал напрямую связан с атомами из которых он состоит. Для оценки степени рассеяния используется такое понятие как эффективное атомное число (Zэфф). В табличке приведены значения Zэфф для некоторых органических материалов:

Для металлов и многих неорганических соединений Zэфф уже гораздо больше. Смотреть картинку ниже (из статьи).

Зачем это все нужно, спросите вы? А затем, что современные интроскопы и программное обеспечение, которое в них используется, для "раскрашивания" материалов внутри ваших сумок использует расчеты с использованием эталонных Zэфф, рассчитанных для различных материалов, см. табличку ниже (взята отсюда):

Не ахти, конечно, какой количественный метод. Но для качественного определения подходит. Кстати, многие наверное видели, как при просмотре вещей, на мониторе некоторые объекты обводятся рамками различных цветов. Если что, помните следующее правило: желтыми рамками обводятся предметы похожие на взрывчатые вещества, розовыми рамками - предметы похожие на наркотики, ну а красные рамки - предметы, которые рентген просветить не может. Рамки, по сути, не несут никакой объективной информации, они лишь служат некоторой информацией для оператора (= "надо просить открыть рюкзак").

А теперь практикум!!

Для практической проверки у меня возникла сугубо прагматичная идея. Ведь если все равно приходится постоянно рюкзак пропускать через рентген-установку, так почему бы в этот рюкзак не положить то, что надо проверить на "богатство внутреннего мира" (читай, потенциальный контрафакт). Мне вот захотелось проверить своим противогазные коробки. Тем более, что так совпало, что я обнаружил в Минске неплохие противоаэрозольные коробки класса P3 и решил пару штук взять про запас. Вез я их домой в рюкзаке, поэтому именно его и "скормил интроскопу". Увиденная картинка заставила меня задуматься над "продолжением банкета". Ну и не хватало чего-то, может разрешения :) Можете оценить сами, так выглядят отечественные A2P3D фильтры.

Картинка пусть и не ахти какая, но позволяет увидеть что в нижней части коробки находится некий объект близкий к легким металлам (вроде алюминия) или же какая-то органика (по слухам,  Сoca-Cola светится зеленым, проверить не смог - не было под рукой). Сверху слой зернистого угля. Какие-то дополнительные прокладки из материалов с низким Zэфф и, ожидаемо (для класса фильтра) - сложенная гармошкой противоаэрозольная HEPA (?) в нижней части корпуса.

Вдохновившись такой неинвазивной и дешевой (да что дешевой, дармовой!) возможностью посмотреть что находится внутри противогазных коробок, я немедленно достал все что было под рукой и пошел искать ближайший вход в метрополитен.

Ниже я совместил фотографию с интроскопа с фотографией реальных объектов. В принципе, выводы каждый может сделать сам. Рентгеновская установка в метро, с грехом пополам позволяет даже увидеть геометрию HEPA-фильтра в коробке (там где этот фильтр есть, но, думаю, в свете пандемии коронавируса сейчас даже ребенок знает аббревиатуры FFP3/P3).

Особенно меня интересовали советские противогазные коробки ГП-5. На фотографии ниже видно, что там явно не только уголь.

Кстати, скорее всего, в нижней части картриджа ГП-5 находится асбестовый волокнистый фильтр ("сложенный гармошкой" - просматривается достаточно ясно). А поэтому есть небольшое замечание:

Disclaimer: волокна асбеста - признанный во всем мире канцероген. Микро-иглы асбестового волокна застревают в легочной ткани и являются основной причиной возникновения злокачественных новообразований. С одной стороны, в качестве фильтрующего материала используется композит асбест-волокна целлюлозы (асбестокартон), целлюлоза иммобилизирует иглы асбеста и предотвращает их обламывание и попадание с потоком воздуха в легкие. С другой стороны, при длительном хранении, особенно в условиях повышенной влажности/работы в агрессивных средах, целлюлоза может деградировать (=рассыпаться) и асбестовые микроиглы могут вполне отправится в свободный полет. Учитывайте это, пожалуйста, при работе с очень старыми фильтрами и коробками. Если есть возможность - берите вариант с максимально поздней датой выпуска, с сохранившимися заглушками. Лучше всего - такие противогазные коробки полностью избегать и искать современные варианты!

Заключение

Досмотровые установки (интроскопы) в метро - это просто божий дар для всех тех, кто хочет оперативно проверить внутренности своей противогазной коробки (любители 3М-cких картриджей, скорее всего кроме слоя алюминиевой защитной фольги на картриджах 6057 ничего больше не смогут рассмотреть). Противогазные же коробки скорее всего станут очень актуальны в свете того, что эпидемия затягивается и про условно-одноразовые респираторы уже приходится забывать. А отечественное, они и есть отечественное (=найти можно в любом гараже).

В общем, делитесь с друзьями, уговаривайте охранников в метро прогнать ваши "патроны" на своих агреатах и... Живите "полной жизнью" в эпоху COVID-19!

В конце, традиционно, рекомендую подписаться на мой авторский канал LAB6 всем тем, кто на него еще не подписан. А тем кто подписан - читать и ждать обновлений! :)