KBRN ajanlarının tanımlanması üç adımda gerçekleştirilmektedir: tespit (dedeksiyon), teşhis (tanımlama) ve izleme.

KBRN ajanlarının varlığını belirlemek ve tehdit durumunda erken uyarı sağlamak için kullanılan sistemler ve yöntemler “KBRN tespiti” olarak tanımlanmaktadır

KBRN tespit kabiliyeti, ajanın herhangi bir hasara yol açmadan önce mümkün olan en kısa sürede varlığının tespit edilebilmesidir. Günümüzde ticari olarak mevcut çok çeşitli ölçüm sistemleri bulunmaktadır, ancak tespit yeteneklerindeki farklılıklar nedeniyle bunlardan herhangi biri bütün saldırılar için kullanıma uygun değildir. Bu nedenle, sistem seçiminde, seçicilik, sensitivite (hassasiyet), tepki süresi, yanlış alarm oranları ve kullanıcı ara yüzü de dâhil olmak üzere çok sayıda parametre göz önüne alınmalıdır.

Sistem seçiminde, seçicilik, sensitivite (hassasiyet), tepki süresi, yanlış alarm oranları ve kullanıcı ara yüzü de dâhil olmak üzere çok sayıda parametre göz önüne alınmalıdır.

Sensitivite (Hassasiyet, Duyarlılık) Bir ölçüm sisteminde elektriksel gürültü üzerinde tekrarlanabilir bir tepki yaratabilen olası en küçük ajan miktarı olarak tanımlanır. (Elektriksel gürültü ölçüm sistemindeki tepkilerde rastgele dalgalanmalara verilen isimdir ve genellikle elektronik çıktıdaki küçük farklılıklar ile ilişkilendirilir.)

Seçicilik Sistemin ölçüm yapılacak numune içerinde yalnızca hedef ajana karşı tepki göstermesi olarak tanımlanmaktadır. Seçici bir dedektör, geniş bir konsantrasyon aralığında numune içerisinde bulunabilecek diğer maddelerin varlığında dahi hedeflenen bileşikleri ayırt edebilmelidir.

Cevap süresi Ölçüm sisteminin bir numuneyi toplamak, analiz etmek ve sonrasında ajanın varlığını belirlemek ve geri bildirim yapmak için gereksinim duyduğu zaman olarak tanımlanır. Diğer bir deyişle sistemin hedeflenen ajanlara karşı tepki vermesi için gereken süredir.

Günümüzde ticari olarak mevcut cihazlar, öl- çüme hazır hâle gelme (başlama) süresi, kalibrasyon gereksinimleri, taşınabilirlik, güç tüketimi ve bakım giderleri gibi alanlarda farklılıklar göstermektedirler. Genel olarak, bir cihazın kullanımı kolay olmalı, kısa bir süre içerisinde operasyonel kararlılığa ulaşmalı ve depolama süresinden sonra minimum sürede yeniden kalibre edilebilmelidir. Dikkat edilmesi gereken diğer gereksinimler ise işletim maliyetleri, bir önceki ölçümden kalan kalıntıların temizlenme süresi, atık üretimi, depolama etkileri, bakım sıklığı, dekontaminasyon kolaylığı, veri kaydetme, kullanılan diğer sistemlere ağ üzerinden bağlanabilme ve uzaktan kontrol edilebilme özellikleridir.

Ölçüm sistemi Kurulum süresi, ölçüm sisteminin güç verildikten sonra açılması için gereken süre olarak tanımlanır. Elde taşınabilen cihazlar, güç tüketimlerini karşılayan ayrı bataryaları sayesinde kurulum süreleri en kısa olan sistemlerdir. 

Kimyasal savaş ajanları gaz, sıvı, aerosol veya yüzeye adsorbe toz formda olan son derece zehirli kimyasallardır. Bu kimyasallar yüksek toksisiteleri, duyularla zor algılanmaları, hızlı yayılmaları ve az miktarı ile toplu ölümlere sebebiyet verebilmeleri gibi özellikleri nedeniyle Kimyasal Savaş Konvansiyonu tarafından “kimyasal savaş ajanı” olarak tanımlanmışlardır.

Nokta dedeksiyonu teknolojisi; kişilerin bulundukları ortamda gerçek zamanlı (teknolojiye bağlı olarak birkaç dakika içerisinde) ölçüm yapabilmeleri için tasarlanmıştır. Nokta dedektörleri; kullanılan kimyasal ajan türünün belirlenmesi, ajan ile kontamine olmuş bölgelerin haritalandırması ve ilgili personelin uyarılması amacıyla kullanılmaktadır. Nokta dedektörlerinin diğer bir kullanım alanı ise, kimyasal savaş ajanına maruz kalmış kişilerin tedavi ve tahliyeleri için değerlendirilerek aciliyet durumlarının belirlemesini sağlamaktır.

Hidrojence zengin bir alev hüzmesi içerisindeki kimyasal malzemenin dalga boyu spektrumundaki ışımalarının şiddeti ölçülerek kimyasal ajan tanımlanmaktadır. Alev Fotometresinde alev içine püskürtülen numunenin içerdiği metal iyonları (alkali ve toprak alkali) alev sıcaklığında uyarılarak son yörüngelerindeki elektronlar üs yörüngelerde uyarılmış hâle geçer. Uyarılmış hâldeki elektronlar temel hâle geri dönerken emisyon yani ışıma yapar. Işınım birden fazla dalga boyunda oluşur ve en yüksek ışınım şiddeti veren dalga boyu temel alınarak ölçüm yapılır. 

Fotoiyonizasyon teknolojisine dayanan sistemlerde, Ultraviyole (UV) ışınları gibi yüksek enerjili fotonlar kullanılarak, moleküller pozitif yüklü iyonlara dönüştürülür. Ortamdaki gaz elektriksel olarak yüklü hale getirildiğinde iyonlar elektrik akımı üreterek dedektörde sinyale dönüşmektedirler. Oldukça yüksek maliyetli cihazlardır, yüksek duyarlılığa sahip olmalarına rağmen seçicilikleri azdır. Algılanacak çoğu bileşiğin iyonizasyon enerjisi; kullanılan ışık kaynağının sağladığı iyonizasyon enerjisinden düşüktür.

Kimyasal savaş ajanlarının tespiti için en çok arzu edilen konfigürasyon, dedektör ve ajan tehdidi arasındaki mesafenin maksimum olduğu sistemlerdir. Bu yaklaşım ile personelin veya ekipmanın kimyasal ajana maruz kalma süresi en aza indirilir.

Infrared absorpsiyonu ve Raman spektroskopisi tekniklerine dayanan iki farklı uzaktan algılama teknolojisi mevcuttur.

İnfrared (IR) spektroskopisi kızılötesi bölgedeki elektromanyetik ışımanın madde ile etkileşimini inceler. Kızılötesi bölgede tüm frekansları içeren elektromanyetik ışın, numune üzerine gönderilerek, geçen veya soğurulan ışık incelenir. IR spektroskopisi, moleküllerdeki bağların titreşim frekanslarını ölçer ve aynı zamanda moleküldeki farklı karakteristik soğurma frekansına sahip fonksiyonel gruplar hakkında bilgi verir. Bir molekülün IR ışımasını soğurulabilmesi için dipol momentinde bir değişim olmalıdır. Molekülün titreşim frekansı, molekül üzerine gönderilen IR ışımasının frekansına eşit olduğu zaman soğrulma gerçekleşir. Her bir molekülün IR spektrumu kendine özgüdür ve o molekülün tanınması veya tanımlanmasında kullanılır. Bu nedenle, her bir bileşik için IR ile elde edilen spektruma IR parmak izi (finger print) adı verilir.

Raman teknolojisinde, madde üzerine madde moleküllerinin soğuramayacağı bir frekansta yani geçirgen olduğu bölgede (görünür bölge veya UV bölgede) monokromatik ışından oluşan güçlü bir lazer ışını gönderilerek oluşan inelastik saçılım incelenir. Bunun sonucunda elde edilen Raman spektrumlarında, dikey eksen gelen ışın demetinin dalga boyundan bağımsız olarak Raman kaymaları- nın şiddetini gösterirken, yatay eksen ise genellikle, dalga sayısındaki kayma olup saçılan ışının ve kaynağın dalga sayıları arasındaki fark olarak tanımlanır. Gelen ışın demeti ile saçılan ışının arasındaki fark orta-IR bölgesindeki dalga boylarına karşılık gelmektedir.

Analitik cihazları arasındaki zor ayırtabilen çok küçük farklılıkları tespit etmek için tasarlanmışlardır ve mikro litre veya miligram mertebesinde sınırlı hacimde numune analiz edebilirler.Kullanılan teknolojiler aşağıda sıralanmıştır:

Kütle Spektrometresi (MS)

Gaz Kromatografisi (GC)

Yüksek Basınçlı Sıvı Spektroskopisi (HPLC)

Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi (AAS)

Kapiler Elektroforez (CE)

Kütle spektrometreleri, yüklü parçacıkların manyetik ya da elektriksel bir alandan geçerken diğer yüklü parçacıklardan kütle/yük oranlarına göre ayrılmaları prensibine dayanır. Kütle spektrometreleri iyonizasyon işlemi ile molekülleri uyararak yüklü iyonize moleküller haline dönüştürürler. Yüklü moleküller kararlı olmadıkları için diğer moleküllerle ve bir yüzey ile temas ettikleri zaman fragmentlerine parçalanır ve yüklerini kaybederler. Oluşan her bir iyon spesifik bir moleküler kütleye ve yüke sahiptir. Bu bileşenler kütle/yük değerlerinin yoğunluğa karşı gösterildiği bir spektrum verir. Her bir iyonun yoğunluğu, dedektöre ulaşan miktarı ile orantılıdır ve her bileşiğin spektrumu kendine özeldir.

Biyolojik ajanlarının tanımlanması için immünotestlerin geliştirilmesinde antijen-antikor etkileşimleri kullanılmıştır. Antikorlar, antijenlerin spesifik bölgelerine bağlanarak tespit edilebilir komplekslere dönüştüren en kritik reaktiflerdir. Antikorların üretilmesi ve saflaştırılması yerleşmiş bir prosestir.

İmmünokromatografik kart testler düşük maliyetli, uzun raf ömürlü, yüksek duyarlılık ve seçiciliğe sahip, düşük dedeksiyon limiti olan, hızlı sonuç verebilen ve tüm dünyada yaygın olarak kullanılan testlerdir. Testte kullanılan nano partiküller sayesinde analiz sonucu gözle görülebildiğinden çoğu zaman ek bir cihaza gerek duyulmamaktadır. Bu testler sıklıkla kalitatif bir yöntem olarak kullanılır. Ancak aynı teste farklı algılama limitlerine sahip birden fazla test bölgesi eklenerek yarı kantitatif testler olarak da kullanılmaktadır. Bu testlerde esas olarak yüksek seçiciliğe sahip antijen-antikor reaksiyonu kullanıldığından, doğruluk oranları genel olarak %98’in üzerinde olmaktadır.

Biyolojik dedektörler, genellikle belirli ortamda biyolojik ajanları teşhis etmeden sadece varlığını belirler.

Parçacık Boyutunu Baz Alan Dedektörler: Parçacık boyutlandırıcılar, önceden tanımlanmış boyut aralıklarındaki ajanları sayar, parçacıkları izlemek ve/veya saymak için farklı teknikler kullanılmaktadır.

Floresans Tabanlı Dedektörler: Floresans temelli metodun arkasındaki temel mekanizma, yaklaşık 630 nm dalga boyundaki lazer bir uyarı sağlayarak floresans etiketli bakterilerin/viral patojenlerin kullanılmasıdır. Floresans sinyali üretilir ve floresan dedektörü tarafından tespit edilir.

Geiger Müller sayacı, iyonize olmuş gazlardaki parçacıkları tespit etmek ve ölçmek amacıyla radyolojik koruma ve radyasyon dozimetresi gibi uygulamalarda yaygın olarak kullanılan bir parçacık dedektörü olup beta ve gamma parçacıkları- nı algılamaktadır. Elde taşınabilen bir radyasyon ölçme aracı olarak geniş ve yaygın kullanımı nedeniyle en iyi bilinen radyasyon ölçüm cihazıdır. Helyum, neon veya argon gibi alçak basınçlı gazlar ile dolu metal bir tüpten yapılmıştır ve bu gazlara 100V ve katları mertebesinde yüksek gerilim uygulanır.

Boron-10 izotopu ile zenginleştirilmiş BF3 gazı ile dolu orantılı sayaçlardır. Dedektör içine dolduran bu gaz, aynı zamanda gelen termal nötronlar için de bir hedeftir. Dedektörde meydana gelen reaksiyon sonrasında ortaya çıkan lityum çekirdeği ve alfa parçacığı gaz dolu ortamda ikincil iyonizasyona neden olacak kadar yüksek enerjiye sahiptirler ve ikincil iyonizasyonlar dedekte edilebilirler.

3 He Orantılı Sayaçlar: Termal nötronların tespiti için en uygun olan standart nötron detektörleridir. Nötronlar, sonucunda bir proton ve bir triton oluşan reaksiyon sonucunda tespit edilir. Bu tepkimenin enerjiye bağlı kesiti, nötron ölçümlerinde bilinen standartlardan biridir.