核技術有助于分析與犯罪有關的證據(jù),例如玻璃碎片、彈殼或土壤痕跡。在 DNA 等其他法醫(yī)證據(jù)的支持下,這些技術有助于識別并起訴肇事者。(信息圖:瑪麗亞·普拉托諾娃/原子能機構)。
核技術可用于分析與犯罪相關的法醫(yī)證據(jù)樣本——從販毒到謀殺或藝術品贗品。X射線技術、中子活化分析、離子束分析和放射性碳測年是最常見的方法,它們可以補充法醫(yī)調查中更傳統(tǒng)的方法。通過分析材料的化學和物理特性,并輔以其他法醫(yī)證據(jù)(例如 DNA 或指紋),這些技術可以幫助將犯罪現(xiàn)場采集的證據(jù)樣本與犯罪者聯(lián)系起來。
核技術如何幫助調查?
核技術可以幫助專家分析犯罪證據(jù)樣本的微觀痕跡,例如油漆或一根頭發(fā)中的元素。這可以幫助發(fā)現(xiàn)其他方式無法發(fā)現(xiàn)的信息,例如偽造藝術品的真實年代或個人是否中毒。此外,與其他方法相比,核技術的破壞性要小得多,例如使用化學物質進行分析,這可以改變易碎證據(jù)的原始狀態(tài),例如一小塊玻璃碎片。因此,在用核技術分析后,脆弱的證據(jù)仍然可以保存下來以供進一步分析。
法醫(yī)學中的 X 射線技術
X 射線在歷史上一直幫助揭露犯罪。例如,美國連環(huán)殺手泰德·邦迪 (Ted Bundy) 的牙齒 X 光檢查幫助執(zhí)法部門對他定罪。(照片:佛羅里達州攝影集)。
X 射線輻射的使用是法醫(yī)學中使用最廣泛的分析工具之一。X 射線發(fā)射技術靈敏且可靠——它們可以應用于非常小的樣本,并且在大多數(shù)情況下不會破壞證據(jù)。X 射線技術往往會在幾分鐘內產生結果,并且可以快速進行多種分析。此外,便攜式X射線設備可以方便地運輸,這使得該技術可以用于現(xiàn)場調查。
X 射線技術可以幫助 檢測幾乎所有類型材料中元素的存在并測量其濃度。它們可以幫助分析土壤、藥物或礦物質的物質成分并確定它們的來源。X 射線還有助于油漆、金屬或槍擊殘留物的比較檢查以及醫(yī)療檢查。
科學家使用 X 射線熒光光譜儀或同步加速器等設備,用 X 射線束轟擊測試材料樣本。光束與樣品中的原子相互作用,釋放輻射,可以檢測到輻射并用于識別原子的來源元素。
法醫(yī)學中的中子活化分析 (NAA)
說明:NAA 已被調查人員使用了數(shù)十年,有助于確定犯罪證據(jù)樣本(例如子彈)中化學元素或元素特定同位素的精確數(shù)量。該技術被用于美國總統(tǒng)約翰·肯尼迪遇刺事件的法醫(yī)調查。(信息圖表:A. Vargas/原子能機構)。
中子活化分析是一種利用中子通量與所研究材料之間的相互作用來確定樣品的“元素指紋”的技術,換句話說,是提供有關其年齡和起源信息的精確同位素組成。
在 NAA 過程中,當樣品受到中子轟擊時,它們的原子會釋放出粒子和/或輻射,這些粒子和/或輻射可以被專門的探測器拾取和分析。這有助于確定樣本的成分、年齡以及來源。NAA 通常用于使用非常小的樣本來分析子彈的材料成分,以追蹤其來源。此外,使用這種技術的分析可以揭示頭發(fā)的元素成分,這可能有助于揭示案件的新細節(jié) - 例如,體內是否存在藥物或其他有毒物質。
NAA 還可用于確定優(yōu)質食品的原產地并識別假冒產品,例如松露,方法是用中子照射松露并檢測松露小樣本中化學元素原子核發(fā)出的伽馬輻射。當檢測到這種輻射時,它可以幫助將樣品中的元素與特定位置相匹配。它還可用于確定其他優(yōu)質食品的真實性。
法醫(yī)學中的離子束分析 (IBA)
斯洛文尼亞的 Jo?ef Stefan 研究所已使用對藝術品進行無損離子束分析。閱讀本文,了解有關使用核技術研究和保護文化遺產和藝術品的更多信息(照片:JSI/Ziga Smit)
離子束分析(IBA) 是另一種在刑事調查中取得進展的核方法。對于這種分析,離子束加速器用于加速離子或電子,產生帶電粒子束。當法醫(yī)證據(jù)樣本被放入離子束中時,它們會發(fā)出可以被拾取和分析的輻射。使用離子使調查人員能夠了解樣品的成分和來源,這有助于分析毒品、爆炸物和槍擊殘留物、偽造的歷史文物或藝術品。確定樣本的年齡和成分意味著它們可以更有效地用作調查證據(jù)。
例如,槍擊殘留物可以幫助調查涉及槍支的暴力犯罪。槍彈殘留物是槍支彈藥筒爆炸時釋放出的一團蒸氣和顆粒。離子束分析等核技術有助于檢測槍擊中產生的無機成分,以檢測與槍擊相關的物品(例如嫌疑人的手或衣服上)上的微小顆粒,從而確認槍擊者的身份。
IBA 使調查人員能夠進行元素測繪,這有助于分析證據(jù)的特定部分并檢測出犯罪物質的微小痕跡,例如衣服上特別小的部分上殘留的微小顆粒。
離子束還被用來分析肇事逃逸事故中的玻璃碎片,這可能有助于調查涉及車輛的犯罪。研究表明,通過 IBA 和機器學習的結合,車窗玻璃碎片可以追溯到各種車型和制造商,準確率高達80%。
法醫(yī)學中的放射性碳測年
該加速器質譜儀安裝在薩蘭托大學約會和診斷中心 (CEDAD),用于樣品的放射性碳測年。(照片:薩倫托大學)
放射性碳測年是一種使用碳同位素(碳-14)來確定由有機材料制成的古代物體的真實年齡并檢測藝術品贗品的方法。這項技術可以確定長達 5 萬年的物體的年齡,并已幫助多項調查確定繪畫、雕像和其他有價值的歷史物體的真實性。
例如,2019 年,專家們使用放射性碳測年法來識別兩幅著名畫作的贗品 ——一幅是印象派畫作,另一幅是點彩派畫作。對畫布纖維的分析顯示,它們是在所謂的藝術家去世后制造的,這有助于確定這些畫作是贗品。
其他方法
其他常見的核技術也可用于調查,例如使用穩(wěn)定同位素分析來檢測食品欺詐。
穩(wěn)定同位素分析是一種用于確定不同食品的來源和真實性的技術,使專家能夠發(fā)現(xiàn)并起訴參與食品摻假的個人(例如,以優(yōu)質標簽高價銷售劣質食品)。穩(wěn)定同位素可以使用專門的設備進行測量,這些設備可以檢測化學元素的輕態(tài)和重態(tài)比率的最微小差異。此類分析可以提供有關特定類型食品的證據(jù),以確保其來自正確的地區(qū)并使用標簽上描述的真實成分(例如檢測蜂蜜中添加的 糖漿)。
國際原子能機構的作用是什么?
原子能機構致力于開發(fā)和應用用于分析目的的新型核技術。該機構開發(fā)并提供創(chuàng)新的核分析工具和相關框架,以滿足不同國家的需求。
原子能機構利用其全球國家核實驗室網絡, 通過其技術合作計劃和協(xié)調研究項目 為法醫(yī)專家和調查人員提供具體工具。
原子能機構提供電子學習課程,重點關注核技術在文化遺產和法醫(yī)學領域的應用。
國際原子能機構通過其協(xié)調研究項目(CRP)研究如何使用核分析技術來獲取有關食品來源和真實性的信息,評估藝術品的真實性并分析犯罪現(xiàn)場的證據(jù)。
原子能機構還 以培訓、駐地任務、科學咨詢和咨詢的形式提供法證能力建設技術援助,為各國提供支持。
原子能機構正在努力彌合科學家、執(zhí)法部門和法醫(yī)界之間的差距,以更好地預防和打擊世界各地利用核科學和技術的犯罪活動。
原子能機構制作出版材料,以宣傳不同核技術的使用及其為調查和偵查欺詐行為帶來的好處。
原子能機構正在與毒品和犯罪問題辦公室、犯罪司法所、工發(fā)組織、糧農組織和其他國際伙伴等其他聯(lián)合國組織合作,促進法醫(yī)應用的核分析技術。