Математическое моделирование в задаче обнаружения паров взрывчатых веществ от источника в почве - Кудряшова, Ольга Борисовна; Грузнов, Владимир Матвеевич; Соколов, Сергей Дмитриевич; Ворожцов, Александр Борисович; Михайлов, Юрий Михайлович (Известия высших учебных заведений. Физика)
Проблема гуманитарного разминирования остается актуальной в глобальном масштабе из-за большого количества находящихся в земле неразорвавшихся боеприпасов и мин. При этом важной подзадачей является поиск таких боеприпасов, которые невозможно обнаружить с помощью металлодетекторов, инфракрасной съемки с воздуха и т.п. В этом случае единственной возможностью обнаружения остается поиск следовых количеств веществ в воздухе над почвой и в поверхностных слоях почвы с помощью химических датчиков, биологическими способами (собаки, крысы, пчелы). Эффективность и полезность этих способов обнаружения закопанных боеприпасов возможно оценить лишь при рассмотрении процессов переноса химических сигнатур взрывчатых веществ (ВВ) через почву. В работе предложена и исследована математическая модель переноса паров взрывчатых веществ через слой почвы. Рассматривается диффузия как основной механизм движения паров через воздушные поры в почве. На основе параметрического исследования модели изучено влияние влажности почвы на скорость движения паров; на основе анализа размерностей задачи введено характерное время возможного обнаружения паров ВВ над поверхностью почвы. Проведены оценки концентрации паров над поверхностью почвы для некоторых взрывчатых веществ (RDX, PETN, TNT) в зависимости от глубины и времени залегания источника в песке различной влажности. В результате теоретических расчетов обнаружено, что рост концентрации паров над поверхностью происходит нелинейно. При этом время обнаружения паров ВВ может быть снижено на 1-2 порядка, если чувствительность прибора будет повышена на 1-2 порядка по сравнению с чувствительностью, необходимой для регистрации насыщенных паров ВВ. Обсуждаются недостатки и ограничения модели и связанные с этим направления дальнейших исследований.