Как ядерные методы помогают расследовать преступления?

Использование рентгеновского излучения является одним из наиболее широко применяемых аналитических инструментов в криминалистике. Методы рентгеновского излучения чувствительны и надежны — их можно применять к очень маленьким пробам и в большинстве они случаев не разрушают улики. Рентгеноскопия, как правило, дает результаты за считанные минуты, и поэтому можно быстро провести сразу несколько анализов. Кроме того, портативное рентгеновское оборудование можно легко перевозить, что позволяет использовать эту технологию при проведении исследований на месте.

С помощью рентгеноскопии можно обнаружить присутствие и измерить концентрацию химических элементов практически во всех типах материалов. С ее помощью можно провести анализ вещественного состава почвы, препаратов или минералов и определить их источник. Рентгеновские лучи помогают также при сравнительных исследованиях краски, металлов или порохового следа, а также при медицинских обследованиях.

Ученые используют такие устройства, как рентгенофлуоресцентные спектрометры или синхротроны для «бомбардировки» пробы исследуемого материала пучками рентгеновских лучей. Пучки взаимодействуют с атомами материалов пробы, создавая при этом излучение, которое может быть обнаружено и использовано для идентификации химического элемента, к которому относятся эти атомы. 

Нейтронно-активационный анализ представляет собой метод использования взаимодействия между потоком нейтронов и исследуемым материалом для определения элементных уникальных характеристик пробы или, иначе говоря, ее точного изотопного состава, что позволяет получить информацию о ее возрасте и происхождении.

В процессе НАА, когда пробы подвергаются бомбардировке нейтронами, их атомы высвобождают частицы и/или излучение, которые могут быть зарегистрированы и проанализированы специализированными детекторами. Это может помочь определить, из какого материала состоит проба, сколько ему лет и каково его происхождение. НАА обычно используется для анализа вещественного состава пуль, чтобы проследить их происхождение, для чего нужна очень маленькая проба. Кроме того, проведение анализа с помощью этого метода позволяет определить элементный состав волос, что может помочь раскрыть новые подробности дела — например, наличие в организме наркотиков или других токсичных веществ.

НАА может также использоваться для установления происхождения продуктов питания высшего качества и выявления поддельных продуктов, например, трюфелей, путем облучения проб трюфеля нейтронами и обнаружения гамма-излучения, испускаемого атомными ядрами химических элементов, содержащихся в этих небольших пробах трюфеля. Зарегистрированное излучение может помочь сопоставить химические элементы в пробе с конкретным местом произрастания грибов. Этот метод может также использоваться для определения подлинности других пищевых продуктов высшего качества.

Ионно-пучковый анализ (ИПА) является еще одним ядерным методом, который все чаще используется для расследования преступлений. При проведении такого рода анализа используются ускорители ионного пучка для ускорения ионов или электронов, в результате чего создается пучок заряженных частиц. Когда пробы улик помещаются в ионный пучок, они испускают излучение, которое может быть зарегистрировано и проанализировано. Использование ионов позволяет следователям понять состав и происхождение пробы, что может помочь при анализе наркотиков, взрывчатых веществ и порохового следа, поддельных исторических артефактов или предметов искусства. Определение возраста и состава проб означает, что они могут быть более эффективно использованы в качестве улик при проведении расследований.

Пороховой след, например, может помочь в расследовании насильственных преступлений с применением огнестрельного оружия. Пороховой след — это облако паров и частиц, появляющееся при воспламенении заряда в гильзе во время использования огнестрельного оружия. Ядерные методы, такие как ионно-пучковый анализ, помогают обнаруживать неорганические компоненты, возникающие в момент выстрела, чтобы выявить мельчайшие частицы на предметах, связанных со стрельбой (например, на руках или одежде подозреваемого), для установления личности стрелка.

ИПА позволяет следователям проводить элементное картирование, которое помогает в анализе конкретных частей улик, а также обнаруживать крошечные следы уличающих в преступлении веществ, такие как микроскопические частицы остатков на особенно маленьких частях одежды.

Ионные пучки используются также для проведения анализа осколков стекла, оставшихся после ДТП, виновники которых скрываются с места происшествия, что может оказаться полезным при расследовании преступлений, совершенных на автомобилях. Исследования показывают, что за счет сочетания ИПА и машинного обучения можно с точностью до 80% установить принадлежность фрагментов стекла из автомобильных окон к различным моделям и производителям автомобилей.

Радиоуглеродное датирование — это ядерный метод, в котором используется изотоп углерода (углерод-14) для определения истинного возраста древних предметов, изготовленных из органических материалов, и выявления подделок предметов искусства. С помощью этого метода можно определять возраст предметов до 50 000 лет. Он уже помогал определить подлинность картин, статуй и других ценных исторических предметов при проведении ряда расследований.

Например, в 2019 году эксперты использовали радиоуглеродное датирование для выявления подделок двух известных картин — одной импрессионистской и одной в стиле пуантилизма. Анализ волокон холстов показал, что они были изготовлены после смерти заявленных художников, что помогло установить тот факт, что картины были подделками.