核技術(shù)可以分析有關(guān)犯罪的法證樣本——從販毒、謀殺到藝術(shù)品贗品。最為常見的技術(shù)方法有:X射線技術(shù)、中子活化分析、離子束分析和放射性碳測(cè)年,這些技術(shù)可以補(bǔ)充法證調(diào)查中更為傳統(tǒng)的技術(shù)方法。核技術(shù)通過分析材料的化學(xué)和物理特性,并輔以其他法醫(yī)證據(jù)(如:DNA或指紋),可以將犯罪現(xiàn)場(chǎng)采集的證據(jù)樣本與犯罪人關(guān)聯(lián)。
如何利用核技術(shù)幫助犯罪調(diào)查?
核技術(shù)可以幫助分析有關(guān)犯罪證據(jù),如:玻璃碎片、彈殼或土壤痕跡等。在DNA等其他法證支持下,核技術(shù)有助于證據(jù)識(shí)別,并起訴相應(yīng)肇事者。(圖片來源:瑪麗亞·普拉托諾娃/國際原子能機(jī)構(gòu))
核技術(shù)如何幫助調(diào)查?
核技術(shù)可以幫助專家分析犯罪證據(jù)樣本的微觀痕跡,例如,顏料或頭發(fā)中的元素。這種技術(shù)可以提供其他方式無法發(fā)現(xiàn)的信息,如,偽造藝術(shù)品的真實(shí)年代或某個(gè)人是否中毒。此外,與其他方法相比,核技術(shù)產(chǎn)生的破壞性要小得多。例如使用化學(xué)物質(zhì)分析,可能會(huì)改變證據(jù)的原始狀態(tài),比如一小塊玻璃碎片。但若利用核技術(shù)分析,這些易損易碎的證據(jù)仍然可以保存下來,以備進(jìn)一步分析使用。
法證中的X射線技術(shù)

X射線技術(shù)可以幫助揭露犯罪。圖中所示20世紀(jì)70年代末美國案件中,檢察官將受害者身上的咬痕與被告牙齒的X光照片進(jìn)行對(duì)比,幫助案件定罪。(圖片來源:佛羅里達(dá)州攝影集)
X射線技術(shù)是法證中使用最廣泛的分析工具之一。X射線靈敏且可靠,可以用于非常小的樣本,并且大多數(shù)情況下并不會(huì)破壞證據(jù)。X射線技術(shù)往往在幾分鐘內(nèi)就能產(chǎn)生結(jié)果,并且可以快速進(jìn)行多種分析。此外,便攜式X射線設(shè)備方便運(yùn)輸,也可以用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。
X射線輻射可以幫助檢測(cè)幾乎所有類型材料中存在的元素并測(cè)量其濃度。還能幫助分析土壤、藥物或礦物質(zhì)的成分并確定其來源。此外,它還有助于繪畫顏料、金屬或槍擊殘留物做比較檢查以及醫(yī)療檢查等。
科學(xué)家利用X射線熒光光譜儀或同步加速器等設(shè)備,通過X射線束轟擊來測(cè)試材料樣本。由于光束與樣本中的原子相互作用,釋放輻射,因此便可檢測(cè)識(shí)別輻射中原子的來源元素。
法證中的中子活化分析 (NAA)

近幾十年來,調(diào)查人員一直使用中子活化分析,幫助確定犯罪證據(jù)樣本(如,子彈)中的化學(xué)元素或特定元素的同位素的精確定量。(圖片來源:A. Vargas/國際原子能機(jī)構(gòu))
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本的“元素指紋”的技術(shù),換句話說,就是提供有關(guān)其年代和起源信息的準(zhǔn)確同位素組成。
中子活化分析過程中,樣本受到中子轟擊時(shí),其原子會(huì)釋放出粒子和(或)輻射,通過專業(yè)的檢測(cè)器進(jìn)行拾取和分析這些粒子和(或)輻射。這種分析可以幫助確定樣本的成分、年代以及來源。通常情況下,中子活化分析使用非常小的樣本來分析子彈的材料成分,追蹤其來源。此外,這種技術(shù)可以分析出頭發(fā)的元素成分,可能會(huì)有助于為案件提供新細(xì)節(jié),如:體內(nèi)是否存在藥物或其他有毒物質(zhì)。
中子活化分析還可用于確定優(yōu)質(zhì)食品的原產(chǎn)地、識(shí)別假冒產(chǎn)品,如:利用中子照射松露,檢測(cè)其一小部分樣本中化學(xué)元素原子核所發(fā)出的伽馬射線。如果檢測(cè)到這種射線,那么就可以將樣本中的元素與特定地理位置進(jìn)行匹配。此外,該技術(shù)還可用于確定其他優(yōu)質(zhì)食品的真實(shí)性。
法證中的離子束分析 (IBA)

斯洛文尼亞Jo?ef Stefan研究所利用無損離子束對(duì)藝術(shù)品進(jìn)行分析。閱讀本文可以獲得更多有關(guān)使用核技術(shù)研究保護(hù)文化遺產(chǎn)和藝術(shù)品的信息。(圖片來源:JSI/Ziga Smit)
離子束分析是另一種用于推動(dòng)刑事調(diào)查進(jìn)展的核技術(shù)。對(duì)于這類分析,利用離子束加速器加速離子或電子,產(chǎn)生帶電粒子束。將法證樣本放入離子束中,便可對(duì)樣本所發(fā)出的輻射進(jìn)行拾取和分析。調(diào)查人員通過離子可以了解樣本的成分和來源,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(shù)品。通過確定樣本的年代和成分,可將其作為更有效的調(diào)查證據(jù)。
例如,槍擊殘留物可以幫助調(diào)查涉及槍支的暴力犯罪。槍彈殘留物指的是槍支彈藥筒爆炸時(shí)釋放出的蒸氣和顆粒,離子束分析等核技術(shù)可以幫助檢測(cè)槍擊事件中產(chǎn)生的無機(jī)成分,從而檢測(cè)出與槍擊事件相關(guān)物品(如:嫌疑人手上或衣服上)上的微小顆粒,進(jìn)而確認(rèn)槍擊者的身份。
同時(shí),調(diào)查人員可以通過離子束分析進(jìn)行元素測(cè)繪,幫助分析證據(jù)中特定部分并檢測(cè)出犯罪物質(zhì)中的微小痕跡,如衣服上特別細(xì)小部分中殘留的微觀粒子。
離子束還可用于分析肇事逃逸事故中的玻璃碎片,這有助于涉及車輛的犯罪調(diào)查。研究表明,將離子束分析與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合,通過車窗玻璃碎片便可追溯各種車型和制造商,其準(zhǔn)確率高達(dá)80%及以上。
法證中的放射性碳測(cè)年

該加速器質(zhì)譜儀安裝于薩蘭托大學(xué)測(cè)年和診斷中心 (CEDAD),用于樣本的放射性碳測(cè)年。(圖片來源:薩倫托大學(xué))
放射性碳測(cè)年是一種利用碳同位素,即碳-14,來確定由有機(jī)材料制成的古代物品的真實(shí)年代及檢測(cè)藝術(shù)品真?zhèn)蔚募夹g(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以確定長達(dá)五萬年的物品年代,并在多項(xiàng)調(diào)查中幫助檢驗(yàn)繪畫、雕像及其他具有重要價(jià)值的歷史物品的真實(shí)性。
例如:2019年,專家們利用放射性碳測(cè)年法識(shí)別出兩幅著名畫作為贗品,一幅是印象派畫作,另一幅是點(diǎn)彩派畫作。通過對(duì)畫布纖維分析,證實(shí)兩幅畫作均為所謂的藝術(shù)家去世后所制,因此放射性碳測(cè)年法也有助于分辨名家畫作真?zhèn)巍?/p>
其他方法
其他常見的核技術(shù)也可用于調(diào)查,如:使用穩(wěn)定同位素分析來檢測(cè)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(shí)性的技術(shù),因此專家能夠檢測(cè)、起訴參與食品摻假的個(gè)人或團(tuán)體(如,以優(yōu)質(zhì)標(biāo)簽高價(jià)銷售劣質(zhì)食品)。穩(wěn)定同位素需要使用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量,這些設(shè)備可以檢測(cè)化學(xué)元素的輕態(tài)和重態(tài)比率中最微小差異。該分析可提供有關(guān)特定類型食品的證據(jù),以確保此類食品來自特定準(zhǔn)確產(chǎn)地并且使用標(biāo)簽中所描述的真實(shí)成分(如,檢測(cè)蜂蜜中是否添加了糖漿)。
國際原子能機(jī)構(gòu)的作用是什么?
- 原子能機(jī)構(gòu)致力于開發(fā)和應(yīng)用用于分析的新型核技術(shù),開發(fā)并提供創(chuàng)新的核分析工具和相關(guān)框架,以滿足不同國家的需求。
- 原子能機(jī)構(gòu)利用其全球國家實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò),通過其技術(shù)合作計(jì)劃和協(xié)調(diào)研究項(xiàng)目為法證專家和調(diào)查人員提供具體工具。
- 原子能機(jī)構(gòu)提供在線學(xué)習(xí)課程,重點(diǎn)關(guān)注核技術(shù)在文化遺產(chǎn)和法證領(lǐng)域的應(yīng)用。
- 原子能機(jī)構(gòu)通過其協(xié)調(diào)研究項(xiàng)目(CRP)研究如何使用核分析技術(shù)來獲取有關(guān)食品來源和真實(shí)性的信息,評(píng)定藝術(shù)品的真實(shí)性并分析犯罪現(xiàn)場(chǎng)的證據(jù)。
- 原子能機(jī)構(gòu)還以培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)工作組訪問、科學(xué)咨詢和咨詢的形式為各國提供法證能力建設(shè)的技術(shù)援助。
- 原子能機(jī)構(gòu)正在努力搭建科學(xué)家、執(zhí)法部門與法證界間聯(lián)接,以便預(yù)防、打擊世界各地利用核科學(xué)和技術(shù)的犯罪活動(dòng)。
- 原子能機(jī)構(gòu)制作出版材料,宣傳各種核技術(shù)應(yīng)用及其為調(diào)查、檢測(cè)欺詐研究中帶來的便利好處。
- 原子能機(jī)構(gòu)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(nóng)組織等其他聯(lián)合國組織機(jī)構(gòu)及其他國際伙伴合作,促進(jìn)核分析技術(shù)在法證界應(yīng)用。