Časopis 112 ROČNÍK XVIII ČÍSLO 9/2019

V rubrice POŽÁRNÍ OCHRANA se dočtete o dopravní nehodě na D1. Příslušníci zjišťování příčin vzniku požárů HZS ČR navštívili USA. Probíhá pátá série kontrol HAD 2019. Dočtete se o vývoji v oblasti pěnových koncentrátů u nás i ve světě. I letos pokračuje podpora Lesů ČR pro jednotky SDH obcí. Znáte historii a současnost profesionálních hasičů v Brně? V rubrice INTEGROVANÝ ZÁCHRANNÝ SYSTÉM se dozvíte o tvorbě typové činnosti STČ 16B/IZS. V rubrice OCHRANA OBYVATELSTVA A KRIZOVÉ ŘÍZENÍ informujeme o současném cíli finského předsednictví v oblasti CO. Aktualizace Vnějšího havarijního plánu JE Temelín. Jaká je připravenost managementu SVO v zónách ohrožení? Od ledna 2019 IOO disponuje RTG kabinovým systémem. Co přinesla analýza rizik obcí v Královéhradeckém kraji? Zástupci IOO se zúčastnili radiačního cvičení v Německu. V rubrice INFORMACE si přečtete, že reprezentace HZS ČR v TFA přivezla z Číny 10 medailí. Český tým bodoval na Championships Fie Fit 2019. I Zlínský dvojboj zná vítěze. 

Od ledna 2019 Institut ochrany obyvatelstva (IOO) disponuje RTG kabinovým systémem pro zkoumání odebraných vzorků z požářišť. Předmětem tohoto článku je seznámení s novou metodou nedestruktivního zkoumání používanou během laboratorního výzkumu pro účely zpracování požárně technické expertizy.

RTG záření
Od objevu ionizujícího záření uplynulo již více než sto let, během kterých se nejprve zkoumaly účinky záření na ozařované objekty a následně Obr. 1 RTG snímek vzorku z požářiště - vícenásobná zásuvkas rozvojem techniky se mohlo ionizující záření uplatnit v různých oblastech lidské činnosti. Vlastní RTG prozařování dovoluje zkoumat různé aspekty zkoumaných objektů nejen volbou generovaného výkonu, ale i vhodným způsobem záznamu informace včetně jejího následného zpracování a interpretace. Tato variabilita dává použití ionizujícího záření unikátní postavení mezi všemi ostatními fyzikálními principy zkoumání nejen objemu, ale i povrchů zkoumaných objektů. Nedestruktivní zkoumání má významnou roli. Mezi nedestruktivní metody laboratorního zkoumání patří RTG analýza, která může odhalit důležitá místa pro další zkoumání bez možného poškození dodaného vzorku.

Při RTG analýze se využívá nejen změn absorpce rentgenového záření v různých materiálech, ale také například lomu paprsků a difrakce. Tím je možné zjišťovat například strukturu, povrchové napětí. Nejvíce se však stále využívá rozdílu absorpce. Podle atomového čísla jednotlivých prvků dochází v materiálech k absorpci rentgenového záření. Druhý faktor, který ovlivňuje absorpci, je tloušťka v místě záření. Podle způsobu použití se dnes rozlišují dva základní způsoby prozařování, a to radiografie a radioskopie. Při radioskopii se pracuje v reálném čase.

Vzorky z požářišť
Tento článek se bude dále zabývat vzorky elektrických zařízení, elektroinstalací apod., které se mohou dále podrobovat fyzikálně technickému zkoumání. Zkoumat vzorky a zjišťovat závady lze u veškerých silnoproudých zařízení (např. rozvodné sítě, transformátory, dynama), elektrických zařízení nízkého napětí (bytové rozvody apod.), elektrických spotřebičů (TV, chladničky, žehličky nebo topidla aj.).

Přímo na místě požáru je možné provést základní zkoumání ve fyzikálně technické oblasti, a to prostřednictvím třeba multimetrů, či provést termodiagnostiku.

Odběr vzorků z požářiště provádí vyškolení příslušníci HZS ČR nebo kriminalističtí technici Policie ČR. Na místě se zajišťují vzorky po prvotním zjištění, že již při odběru nebude hrozit úraz elektrickým proudem. Následně se musí správně odebrat vzorek. Aby se vyloučilo odebrání nevhodného elektrického zařízení, rekognoskuje se místo požáru se zaměřením na ohniskové příznaky, požárem poškozená elektrická zařízení, poškození elektrických kabelů atd. Odebraný vzorek se následně zasílá k laboratornímu zkoumání na expertizní pracoviště, jakým je i pracoviště zjišťování příčin vzniku požárů v IOO.

Pro elektrotechnické zkoumání je dále potřebné znát nejen okolnosti průběhu událostí v časovém sledu, stanovení kriminalistického a požárního ohniska, popis zapojení elektroinstalace, odběru elektrických zařízení, stavebních konstrukcí, ale i zprávy o revizi. V případě, že je vzorek pouze zaslán ke zkoumání, je nutné znát informace o místu odběru vzorku, poloze umístění vzorků vůči okolním předmětům, postavení vzorku, jeho orientaci a fotodokumentaci.

Po celou dobu laboratorního zkoumání je důležité, jakým způsobem se manipulovalo se vzorkem. Musí se dbát na to, aby nedošlo k dalšímu Obr. 2 Pohled do RTG kabiny - vzorek umístěn mzi RTG lampu a detektorpoškození vzorku. Je třeba zkoumat vzorek dostupnými metodami a při jejich kombinaci postupovat od nedestruktivních k destruktivním metodám. Nejčastěji se však v laboratořích používají destruktivní metody, kterými se oddělují spálené části tak, aby zůstaly pouze samotné spoje, kontakty jistící prvky spotřebičů.

RTG kabinový systém
Na pracovišti IOO byla provedena studie k ověření využitelnosti RTG záření pro účely zkoumání odebraných vzorků elektrických spotřebičů poškozených požárem. Rozhodovalo se mezi dvěma variantami, a to stacionární RTG kabinou a přenosným RTG přístrojem používaným přímo na místě požáru. Jako nejlepší řešení byla vybrána první varian­ta, neboť při použití stacionární RTG kabiny jsou dosaženy přesnější výsledky zkoumání. Toto zařízení se označuje podle atomového zákona jako drobný zdroj.

RTG kabina (obr. 2) je navržena tak, že zkoumaný objekt je umístěn mezi rentgenovou lampou (zdroj) a převaděč obrazu, který převádí rentgenové záření do oblasti viditelného světla, vakuové zesilovače obrazu, ploché panely. Tento detektor je o velkosti 41 × 41 cm. Při zkoumání pracujeme s projekcí zkoumaného objektu na stínítko detektoru. Zkoumaný vzorek lze i geometricky zvětšit. Se zkoumaným vzorkem se pohybuje pomocí manipulátoru ovládaného mimo rentgenový systém. Manipulátor umožňuje posun, naklápění a rotaci.

Projekci objektu je možné zaznamenat na větší množství médií. Tato volba souvisí s požadavky na systém a finance na pořízení záznamových prvků. Podle záznamových prvků je dělíme na systémy poskytující pouze jeden snímek z jednoho prozařování (radiografie) nebo snímky přenášené v reálném čase (radioskopie). V případě této popisované kabiny je zabezpečena rychlost snímání minimálně jeden snímek za sekundu.

Obr. 3 Zobrazení vzoku na monitoru během zpracování dat z detektoru
Systémy nabízející pouze statický záznam jedné projekce jsou z historických důvodů nejběžnější, ale jsou také nejméně flexibilní při zkoumání neznámých a ještě k tomu geometricky komplikovaných předmětů. Využití filmových systémů anebo digitálních systémů využívající paměťové fólie je do budoucna omezené i kvůli tomu, že kromě běžného režimu snímkování nedovolují aplikaci počítačové tomografie.

Aktuální digitální systémy se skládají z řetězce scintilátoru – digitálního detektoru určeného k přenosu dat a zpracování v počítači. Každý z těchto prvků ovlivňuje jiným způsobem citlivost, rozlišení obrazu, rychlost odezvy a možnosti analýzy informací. Scintilátor transformuje ionizující záření na záření o delší vlnové délce, a tím ho přizpůsobuje k detekci v rozsahu citlivosti polovodičového detektoru. Materiál a jeho tloušťka zásadním způsobem ovlivňují citlivost, rozlišení a rychlost odezvy celého řetězce. Digitální detektor následně využívá pouze maxima parametrů, které mu ­zprostředkovává scin­tilátor.

Při analýze drobnějších předmětů nebo předmětů složených z lehkých prvků a tenkých kovových předmětů není třeba vysokých energií. U rentgenového zdroje postačí energie v desítkách kV, běžně od 40 do 60 kV. Pro zkoumání objektů z lehkých kovů nebo objemnějších předmětů z plastů a podobných materiálů se většinou používají už urychlovací napětí na rentgence v rozsahu 80 až 120 kV. V závislosti na citlivosti detektoru používáme rentgeny s mikro nebo mini ohniskem.

V případě popisované kabiny se používají dva zdroje záření, a to primární zdroj záření (7,5–160 kV), proud lampy (5–11 mA), ohnisko (0,4 mm/1 mm). A dále sekundární zdroj záření (40–120 kV), proud lampy (0,05–0,3 µA) s ohniskem 0,05 mm.

Získaný snímek vzorku se zobrazuje ve speciálním softwaru pro zpracování dat (obr. 3). Snímek je možné dále upravovat, a to jak nastavení např. kontrastu, jasu, ostrosti, ale i nastavením barevných filtrů. Lze nastavit inverzi snímku či vytvořit snímek s „plastickým“ vzhledem. Daný soft­wa­re umožňuje i měření vzdáleností. Během zkoumání vzorku je možné ukládat přenášené snímky v reál­ném čase, tzn. videozáznam jak ve viditelném spektru (ze dvou pohledů), tak záznam RTG snímků.

Obr. 4 RTG snímek varné konviceV současné době na pracovišti zjišťování příčin vzniku požárů IOO probíhá nejen nedestruktivní zkoumání vzorků z požářišť, ale zároveň se vytváří knihovna elektrických spotřebičů (obr. 4) v neshořelém stavu. Tím se docílí vytvoření knihovny snímků ke komparaci snímků neshořelých a tepelně poškozených vzorků.

Závěr
Popisovaná RTG kabina se využívá od ledna 2019 na pracovišti IOO za účelem nedestruktivního zkoumání vzorků z míst požáru. Snímky, případně video pořízené během laboratorního zkoumání, jsou součástí požárně technických expertiz. Odebrané vzorky nemusí být vyjmuty ze zapečetěného bezpečnostního obalu a je možné je ihned umístit do RTG kabiny. Vzorek se zobrazuje v reálném čase, je tedy možné sledovat vzorek v jednotlivých polohách či naklonění a z jednotlivých stran. Pro lepší kontrast je možné získané snímky „obarvit“, a tím zvýraznit i různé materiály. Tento systém umožňuje po kalibraci pro danou vzdálenost vzorku od zdroje měřit rozměry s přesností na desetiny milimetru. RTG kabina je u HZS ČR unikátní a nadále posouvá hranice možností fyzikálně technických zkoumání.


pplk. Ing. Miroslava NEJTKOVÁ, Institut ochrany obyvatelstva, foto archiv Institutu ochrany obyvatelstva
 

vytisknout  e-mailem  X Corp.   Facebook