核子技術如何協助犯罪調查?

發布日期:02/20/2024 來源:IAEA

核子技術有助於分析與犯罪相關的證據,例如玻璃碎片、彈殼或土壤痕跡。 配合 DNA 等其他法醫證據的支持,這些技術有助於識別並起訴肇事者。

 

核子技術可用於分析與犯罪相關的法醫證據樣本-從販毒到謀殺或藝術品贗品。 X 射線技術、中子活化分析(neutron activiation analysis, NAA)、離子束分析(ion beam analysis, IBA)和放射性碳定年(dating)等是最常見的方法,它們可以輔助傳統方法的法醫調查。 透過分析材料的化學和物理特性,並輔以其他法醫證據(例如 DNA 或指紋),這些技術可以協助將犯罪現場採集的證據樣本與犯罪者聯繫起來。

 

核子技術如何幫助調查? https://youtu.be/PQdNpUrB6M8

 

核子技術可以幫助專家分析犯罪證據樣本的微觀痕跡,例如油漆或一根頭髮中的元素。 這有助於發現其他方式無法發現的訊息,例如偽造藝術品的真實年齡或個人是否中毒等。 此外,與其他方法相比,核子技術的破壞性要小得多,例如使用化學物質進行分析時,可能會改變易碎證據(例如一小塊玻璃碎片)的原始狀態。 因此,在使用核子技術分析後,脆弱的證據仍然可以保存下來以便作進一步的分析。

法醫學中的 X 光技術

X 光在歷史上一直協助於揭露犯罪。

 

使用X光是法醫學中最廣泛的分析工具之一,X光發射的技術靈敏且可靠,可以應用於非常少量的樣本,並且在大多數情況下不會破壞證據。X光技術往往會在幾分鐘內得到結果,並可以快速進行多次分析。此外,可攜式X光設備可以方便地運送,使該技術可以用於現場的調查。

 

X光技術可以協助檢測所有類型材料中的元素,並可測量其濃度。 X光技術可以幫助分析土壤、藥物或礦物中的物質成分並確定材料的來源,也有助於油漆、金屬或槍擊殘留物的比較檢查,以及用於醫學檢查。

 

科學家使用X光螢光譜儀或同步加速器等設備,以 X光束撞擊測試材料樣本,X光與樣品中的原子相互作用並釋放輻射,可以檢測所發出輻射,並用於識別來源元素的原子。

法醫學使用的中子活化分析 (NAA)

幾十年來,調查人員一直在使用中子活化分析,協助確定犯罪證據樣本(例如子彈)中化學元素,或元素中特定同位素的精確數量。這項技術被用於美國總統約翰甘迺迪遇刺事件的法醫調查。

 

中子活化分析是一種利用中子與研究材料的相互作用,來確定樣品「元素指紋」的技術,換句話說,依據精確的同位素組成,提供有關研究材料的年齡和起源資訊。

 

中子活化分析的過程中,當樣品受到中子撞擊時,受撞擊的原子會釋放出粒子和/或輻射,這些粒子和/或輻射可用專門的偵檢器作分析, 以確定樣本的成分、年齡與來源。 中子活化分析通常只需要非常少量的樣本,來分析子彈的材料成分,以追蹤其來源。此外,使用這種分析技術可以找出頭髮的元素成分,以協助尋找案件的新細節,例如體內是否存有藥物或其他有毒物質。

 

中子活化分析也可用於確定優質食品的原產地並識別假冒產品,例如松露,其方法是用中子照射松露,檢測松露少量樣本中之元素原子核發出的加馬輻射。當檢測到加馬輻射時,就可幫助將樣品中的元素與特定位置相匹配比較。中子活化分析也可用於確認其他優質食品的真實性。

法醫學中的離子束分析 (IBA)

斯洛維尼亞的 Jožef Stefan 研究所已使用對藝術品進行非破壞離子束分析。

 

離子束分析是另一種在刑事調查中取得進展的核子方法。對於此類分析,使用離子束加速器,加速離子或電子,以產生帶電粒子束。當使用證據樣本被放入離子束中時,它們會發出輻射以供分析。使用離子束分析協助調查人員,能夠了解樣本的成分和來源,這有助於分析毒品、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可更有效地作為調查證據。

 

例如,槍擊殘留物可以幫助調查涉及槍支的暴力犯罪。槍彈殘留物是槍枝彈藥筒爆炸時釋放出的一團蒸氣和顆粒。離子束分析有助於檢測槍擊中產生的無機成分,從而檢測與槍擊相關的物品(例如嫌疑人的手或衣服)上的微小顆粒,從而確認槍擊者的身份。

 

離子束分析使調查人員能夠進行元素測繪,這有助於分析證據的特定部分並檢測犯罪物質的微小痕跡,例如衣服小塊上殘留物的微小顆粒。

 

離子束也被用來分析肇事逃逸事故中的玻璃碎片,這有助於調查涉及車輛的犯罪。研究指出,透過離子束分析和機器學習的結合,車窗玻璃碎片可以追溯到各種車型和製造商,其準確率可高達 80%。

法醫學中的放射性碳定年法 (radiocarbon dating)

安裝在義大利薩蘭託大學定年和診斷中心 (Centre for Dating and Diagnostics, CEDAD)的加速器質譜儀,用於樣本的放射性碳定年。

 

放射性碳定年法是一種使用碳同位素(碳-14)來確定古代有機材料物體的真實年齡並檢測藝術贗品的方法 這項技術可以確定長達 5 萬年物體的年齡,並已協助多項調查確定繪畫、雕像和其他有價值的歷史文物。

 

例如,2019 年,專家使用放射性碳定年法鑑識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後製造的,這有助於確定這些畫作是贗品。

其他方法

其他常見的核子技術也可用於調查,例如使用穩定同位素分析來檢測食品詐欺。

 

穩定同位素分析是一種用於確定不同食品的來源和真實性的技術,使專家能夠發現並起訴參與食品摻假的個人(例如,以高價銷售優質標籤的低品質食品)。穩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型和重型比率的微小差異性。此類分析可以提供有關特定類型食品的證據,以確保其來自正確的地區並使用標籤上描述的真實成分(例如檢測蜂蜜中添加的糖漿)。

國際原子能總署的角色是什麼?

  • 原子能總署為了分析目的,致力於開發和應用新型核子技術,並提供創新的核子分析工具與相關框架,以協助各國家的需求。
  • 國際原子能總署利用其全球國家核子實驗室網路,透過技術合作計畫和合作研究計畫,向法醫專家和調查人員提供具體工具。
  • 原子能總署提供電子學習課程,重點包括核子技術在文化遺產和法醫學領域的應用。
  • 國際原子能總署透過合作研究計畫(Coordinated Research Projects, CRP),研究如何使用核子分析技術以獲取食品來源和真實性的訊息,評估藝術品的真實性並分析犯罪現場的證據。
  • 原子能總署也透過培訓、派員駐地、科學諮詢和顧問等形式,為各國提供鑑識能力的技術援助。
  • 國際原子能總署正在努力彌合科學家、執法部門和法醫界之間的差距,利用核科學和技術以改善世界各地預防和打擊犯罪活動的情況。
  • 原子能總署製作出版資料,以宣傳不同核子技術的使用及有助於調查和偵查詐欺行為。
  • 原子能總署與聯合國毒品和犯罪問題辦公室、犯罪司法所、工業發展組織、糧農組織和其他國際夥伴,促進核分析技術於法醫的應用。