NUKLEARNA FORENZIKA...TERORIZAM NUKLEARNIM SREDSTVIMA Korišćenje nuklearnih materijala u terorističke svrhe – protiv ljudi, imovine, životne sredine, Napadi na nuklearna postrojenja

NUKLEARNA FORENZIKA

UNIVERZITET U BEOGRADU – Fakultet za fizičku hemiju

www.ffh.bg.ac.rs

http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/http://www.ffh.bg.ac.rs/

ŠTA JE TO RADIOAKTIVNOST?

Radioaktivno zračenje (radijacija)

VRSTE RADIOAKTIVNOG RASPADA

Tip zračenja Energija zračenja Moć jonizacije Domet

PODELA I SVOJSTVA

JONIZUJUĆIH ZRAČENJA

čestično elektromagnetsko

14

o Ekscitacija o Jonizacija (primarna i sekundarna)

o Disocijacija

• Fotoelektrični efekat • Komptonov efekat

• Stvaranje parova elektron-pozitron

Uvek zastupljena sva tri efekta, a udeo svakog pojedinačnog zavisi od osobina atoma (molekula) sredine i osobina zračenja

Jonizacija je proces pri kojem se na jednoj strani dobijaju pozitivni joni, a na drugoj negativni elektroni, odnosno dobijaju

se jonski parovi.

X+ e- X +

ε = e

NUKLEARNA FORENZIKA 7

m v2 e 2

vrsta zračenja jonizaciona moć

(jon/cm)

α 105

β 100

γ 1


KARAKTERISTIKE ZRAČENJÂ

KOLIKO SU POJEDINA ZRAČENJA ŠTETNA I ZAŠTO

vrsta zračenja domet u vazduhu domet u tkivu

α 2 - 8 cm do nekoliko µm

β maksimum 10 m najčešće 0.3 – 0.7 cm, maksimum 1 cm

γ 100 m (za γ zrake nastale u fisiji pri

nuklearnim eksplozijama i do 2 – 3 km)

Posledica izlaganja zračenju


Uticaj na - Kosu - Mozak - Štitnu žlezdu - Krvotok - Srce - Gastrointestinalni trakt - Reporduktivni sistem

NUKLEARNA FORENZIKA

TO JE OBLAST FORENZIKE KOJA ISTRAŽUJE NUKLEARNE

MATERIJALE RADI PRIBAVLjANjA DOKAZA O NjIHOVOM POREKLU, VRSTI, PROMENAMA, PROMETU ITD.

DOBIJENI PODACI, PO PRAVILU, SU U SLUŽBI JAVNIH POTREBA.

ŠTA SU TO NUKLEARNI MATERIJALI?

TO SU MATERIJALI KOJI SU, BILO NUKLEARNOG POREKLA SE KORISTE U NUKLEARNE SVRHE

ILI

NAJČEŠĆE SE, MADA NE UVEK, RADI O RADIOAKTIVNIM MATERIJALIMA •Gorivo za nuklearne reaktore – 2 – 5% U-235

nisko-obogaćen uranijum, plutonijum, i mešavina oksida plutonijuma i osiromašenog uranijuma koja može biti zamenjena nisko-obogaćenim

uranijumom •Komercijalni radioaktivni izvori (npr. nuklearna medicina)

•Specijalni nuklearni materijali (npr. izgrađivački delovi nukelarnog oružja – plutonijum i visoko obogaćen uranijum )

- Osiromašeni 0,2 – 0,35% U-235

- Standardni 0,7% U-235 - Nisko obogaćeni – do 20% U-235

- Visoko obogaćeni – 20 – 85% U-235

KAKO KONSTATOVATI PRISUSTVO RADIJACIJE

(merenjima, naravno)

GM brojač

Fotografska emulzija


PRINCIP

USPOSTAVITI VEZU IZMEĐU SVOJSTAVA MATERIJALA I NjEGOVE KONKRETNE UPOTREBE U DATOM SLUČAJU.

KAKO? Adekvatnom metodom identifikovati materijal(e) u uzorku i

odrediti njihove parametre,

kod radioaktivnih materijala – tip zračenja, period poluraspada, energija

zračenja) – MERENJE RADIOAKTIVNOSTI,

kod neradioaktivnih materijala – ustanoviti identitet izotopa nekom drugom

metodom, npr. MS.

naći vezu tih materijala sa istraživanim slučajem.


PREVENCIJA NEZAKONITOG PROMETA NUKLEARNIH MATERIJALA

Ilegalne trgovine narkoticima,

Ilegalne trgovine nuklearnim

Ilegalnih imigracija,

Trgovine ljudskim bićima,

Ilegalne trgovine vozilima,

Terorizma,

Falsifikovanja novca,

materijama,

Udruženih aktivnosti pranja novca.

3

Usmerena je prvenstveno na:

zaštitu

zaštitu

zaštitu

ekonomije,

životne sredine,

zdravlja.

Sve zemlje imaju obavezu da:

pretražuju,

lociraju,

identifikuju,

vrše povraćaj, vode evidenciju i

propisno odlažu nuklearne materijale,

vrše kontrolu roba na graničnim

prelazima.

A 29

NUKLEARN

RADIOLOŠKA KONTROLA

A FORENZIK

21.12.2016 NUKLEARNA FORENZIKA 34

KONTROLA ROBA NA GP (spektar spornog uzorka betonskog gvožđa – GP Veliko Gradište)

Co-60

FORENZIČKI PRIMERI

TERORIZAM NUKLEARNIM SREDSTVIMA

Korišćenje nuklearnih materijala u terorističke svrhe – protiv ljudi, imovine, životne sredine,

Napadi na nuklearna postrojenja (nuklearni reaktori,

skladišta nuklearnih materijala, postrojenja za preradu

isluženog nuklearnog goriva),

Izgradnja nuklearnih oružja od

pojedinaca ili grupa. strane neovlašćenih


TROVANJE LJUDI

Doza zračenja • Apsorbovana doza D – energija jonizujućeg zračenja apsorbovana po jedinici mase

materijala kroz koje zračenje prolazi (jedinica Gray) Jačina apsorbovane doze zračenja • Ekspoziciona doza X – sposobnost X i γ zraka da jonizuju vazduh (jedinica C/kg) Jačina ekspozicione doze – ekspozicija u jedinici vremena • Ekvivalentna (radiološka doza zračenja) H – pokazuje efekat pojedine vrste zračenja

na žive organizme. Koristi se u medicni i biologiji: H = D x Q (jedinica Sivert)

Q – čestica koja preda energiju od 3,5 MeV pri 1 μm pređenog puta ima Q faktor jednak 1 Q(X i γ zraci) = 1 Q(termalni neutroni) = 2,5 Q(α čestica, brzi neutroni i protoni) = 10 Jačina ekvivalentne doze zračenja Granica ekvivalentne doze ili maksimalno dozvoljena ekvivalentna doza zračenja

Aleksandar Litvinjenko

(London, 2006)

Polonijum-210 (α-emiter, 128 dana)

BIOLOŠKI EFEKAT ZRAČENJA Učinci raznih ekspozicionih doza zračenja

50 mSv godišnje je najmanja doza za koju postoje dokazi da izaziva maligne tumore.

Više od 10 Sv izaziva tešku bolest i smrt u nekoliko nedelja. 1 Sv primljen u kratkom roku izazvao bi radijacijsku bolest (mučninu, gubitak

kose), ali najverovatnije ne i smrt. 2-10 Sv primljenih u kratkom roku izaziva smrt s verovatnošću od 50%.

Efekat na žive ćelije (doza apsorbovana odjednom, celim telom)

0 – 0,25 Gy nema promena 0,25 - 1 Gy smanjenje broja belih krvnih ćelija 1 – 2,5 Gy promene u krvi, ali moguć oporavak 2,5 – 5 Gy obavezna hospitalizacija (jedan od dva čoveka umire) preko 5 Gy smrt

1945 - Hiroshima i Nagasaki, Japan Hiroshima: 20,000 vojnika ubijeno 70,000–126,000 civila ubijeno Nagasaki: 39,000–80,000 ubijenih Od toga minimum 150 vojnika Ukupno ubijenih: 129,000–226,000

NUKLEARNI AKCIDENATI i NJIHOVE POSLEDICE


Černobiljski reaktor nakon eksplozije

Emitovana radijacija je 300 do

400 puta veća od one oslobođene u eksploziji bombe bačene na Hirošimu,

Neposredne žrtve: Hirošima preko 100 000

Černobilj nekoliko desetina,

Sastav emitovane radijacije i dinamika izbacivanja su bile sasvim različite, pa efekata nije

direktno poređenje adekvatno.


1986. god

Fukušima pre

Fukušima posle


...


Utvrđivanje starosti izotopskim

metodama

Datiranje pomoću izotopa ugljenika C14

Datiranje pomoću olovo belog pigmenta

2PbCO3∙Pb(OH)2

Willard Libby i saradnici, Universitz of Chicago, 1949. Willard Libby – Nobelova nagrada za fiziku 1960.

Neutronska aktivaciona analiza Tabela 2. Osetljivost pojedinih elemenata određenih metodom NAA

Granica detektabilnosti metode u

gramima (g) Hemisjki elementi

ispod 10-12 Dy, Eu, In, Mn

10-12 - 10-11 Co, Rh, Ag, Sm, Ho, Lu, Re, Ir, Au

10-11- 10-10 Na, Sc, V, Cu, Ga, As, Br, Kr, Pd, Sb, I, La, Pt, Tb,

Tm, Yb, W, Hg, Th

10-10 - 10-9 Al, Cl, Ar, K, Cr, Zn, Ge, Se, Rb, Y, Nb, Cd, Cs,

Gd, Er, Hf, Ta, Os, U

10-9 - 10-8 P, Ni, Mo, Ru, Sn, Te, Xe, Ba, Ce, Nd, Pt, Tl

10-8 - 10-7 Mg, Si, Ca, Ti, Bi

10-7 - 10-6 S, Fe, Zr

ispod 10-6 Pb

Neutronska aktivaciona analiza

- Da li su Britanci ubili Napoleona

Neutronska aktivaciona analiza

- Detekcija eksploziva

Documents

NUKLEARNA FORENZIKA...TERORIZAM NUKLEARNIM SREDSTVIMA Korišćenje nuklearnih materijala u terorističke svrhe – protiv ljudi, imovine, životne sredine, Napadi na nuklearna postrojenja