fiz-Curs_6

Metode radiometrice i radiochimiceutilizate n criminalistic

Curs 6

Ameninri teroriste nucleare i radiologice

n ultimii 20 de ani au fost nregistrate micri sociale i

politice ample ce au modificat configuraia lumii.

Sfritul Rzboiului Rece i dizolvarea Uniunii Sovietice a

condus la o re-aezare a alianelor.

Re-activarea tensiunilor etnice i religioase au determinat o exacerbare a problemelor socio-economice ce au cauzat conflicte numeroase n regiuni critice ale lumii.

Un fenomen particular ce strnete ngrijorare este

ascensiunea activitilor teroriste.

6/11/20142 Metode radiometrice si radiochimice - Curs 6


Evenimente precum atacul din metroul din Tokyo (1995),

bomba plasat la Oklahoma City (1995), atacurile din 11

septembrie (2001), bombele plasate n Bali (2002), atacurile din

Madrid, Rusia i Jakarta (2004), ascensiunea unor grupri cum sunt Statul Islamic, exemplific ameninarea unor grupuri bine organizate asupra siguranei populaiei civile.

n plus, aceste evenimente arat c terorismul devine o

ameninare la adresa securitii globale.



n timp ce grupurile de teroriti continu s utilizeze n principal arme convenionale, exist o ngrijorare c acetia ar putea lua n considerare utilizarea unor arme radiologice.

n discuie intr att arme nucleare (fisionabile) ct i alte materiale radioactive, care, dei sunt disparate din punct de vedere al potenialului distructiv, sunt ambele la fel de serios analizate de ctre comunitatea internaional.


Scenarii radiologiceAu fost identificate patru scenarii pe care teroritii ar putea s le

pun n practic utliznd materiale nucleare i radioactive:

1. Furtul i detonarea unei arme nucleare existente.

2. Furtul sau cumprarea unui material fisil n scopul fabricrii i detonrii unui dispozitiv nuclear impovizat (IND).

3. Atacul asupra unei instalaii nucleare ce ar conduce la o scurgere i mprtiere de material radioactiv.

4. Achiziionarea ilegal a unor materiale radioactive n scopul fabricrii unui dispozitiv radiologic dispersiv (radiological dispersal device - RDD) sau a unui dispozitiv cu emisie de radiaii (radiation emission device - RED).

6/11/2014Metode radiometrice si radiochimice - Curs 65

Scenarii radiologice Primele dou scenarii sunt legate de detonarea unui dispozitiv

nuclear.

Ultimele scenarii se refer la utilizarea materialelor radioactive n scopul de a expune populaia la doze ridicate de radiaii i pentru a contamina suprafee populate i pe locuitorii acestora cu material radioactiv.


Msuri de prevenire Din aspectele prezentate anterior rezult motivele pentru care

se manifest o anumit ngrijorare legat de traficul ilicit de produse radioactive i/sau nucleare.

n ultima decad s-a pus un acent puternic pe detectarea tenativelor de trafic, precum i pe prevenirea sustragerii de astfel de materiale.

Un exemplu l constituie programul de asisten furnizat statelor din fosta Uniune Sovietic n scopul de a asigura i de a ine o eviden precis a materielelor nucleare i radioactive deinute de ctre acetia.


Traficul ilicit de materiale nucleare i radioactive

Din 1993 au fost confirmate 540 de cazuri de trafic ilicit de materiale nucleare i radioactive, conform evidenelor IAEA.

Majoritatea cazurilor confirmate implic o anumit form de intenie criminal.

Exist ns o ngrijorare crescnd c exit forme de trafic utiliznd metode sofisticate de mascare care ramn nedetectate.

Aceste aspecte arat necesitatea unor programe internaionale de cretere a securitii surselor existente i de a recupera sursele orfane (nenregistrate, declarate pierdute etc.).


Strategii de detectare Utilizarea unor detectori pentru a identifica prezena unor

materiale radioactive este esenial pentru orice program ce are ca scop minimizarea potenialului de ameninare pe care l prezint asemenea materiale.

n ultimii ani s-a manifestat un interes crescut cu privire la dezvoltarea unor noi strategii i dispozitive de detecie pentru a evidenia prezena unor materiale nucleare.

Aceste strategii merg de la dezvoltarea unor dispozitive simplu de utilizat, n scopul folosirii n activitatea zilnic, pn la noi sisteme de detecie care s furnizeze informaii detaliate asupra unor radionuclizi de interes i asupra cantitii n care se gsesc acetia.


Radionuclizi de interes n monitorizarea frontierelor

Dintre miile de radionuclizi naturali sau artificiali, doar civa se presupune c ar putea face obiectul unui trafic

transfrontalier.

Aceste materiale includ:

izotopi n cantiti semnificative ce au utilizri n medicin sau industrie,

izotopi naturali prezeni ntr-o varietate de substane ce fac obiectul schimburilor comerciale normale (ex. ceramic, fertilizatori, materiale de

construcii).


Radionuclizi de interes n monitorizarea frontierelor

Radionuclizi de cel mai mare interes, aa cum au fost

identificai de numeroase instituii asociate cu IAEA sunt

urmtorii:

radionuclizi medicali: 18F, 32P, 51Cr, 67Ga, 90Y, 99Mb, 99mTc, 111In, 123I, 125I, 131I, 133Xe, 153Sm, 198Au, 201Tl.

radionuclizi industriali sau de interes tiinific: 22Na, 57Co, 60Co, 75Se, 90Sr, 133Ba, 137Cs, 152Eu, 192Ir, 198Au, 207Bi, 226Ra, 238Pu, 241Am.

radionuclizi naturali: 40K, 226Ra, 232Th i 238U.

materiale nucleare: 233U, 235U, 237Np i 239Pu.


Metode de detecie la frontiere Identificarea vizual nu este o modalitate de identificare a prezenei

unor materiale radioactive.

Metoda recomandat este utilizarea unor sisteme de detecie a radiaiilor emise, care s combine elemente de spectrometrie.

Majoritatea radionuclizilor enunai emit radiaii gama cu energii cuprinse ntre 50 keV i 3 MeV, care sunt msurabile cu majoritatea instrumentelor de spectrometrie gama (excepie fac emitorii de radiaii beta puri cum sunt 32P, 90Sr i 90Y).

Msurtorile de radiai gama sunt influenate de proprietatea acestora de a fi parial absorbite de materialele de ecranare.

De aici rezult c abilitatea sistemelor de spectrometrie de a detecta materiale depinde de tipul i natura materialelor ecran, de activitatea sursei i de radionuclidul prezent.


Stagiul I: monitoare fixe de tip portal

Monitoarele fixe de tip portal sunt proiectate pentru a scana

autovehicule, camioane sau chiar persoane n scopul detectrii prezenei unor materiale radioactive.

Aceste monitoare constau n sisteme de detectori plasai n imediata apropiere a locului de trecere, de obicei pe stlpi

verticali sau sub suprafaa de transport.

Pentru a maximiza abilitatea de detecie, dispozitivele utilizate

trebuie s aib o eficacitate ridicat.



Rezoluia energetic nu este important n acest stadiu,

deoarece scopul este detecia i nu identificarea materialelor

radioactive.

Monitoarele portal utilizeaz detectori cu scintilaii sau tuburi

Geiger-Muller.

Softul asociat acestora include colectarea n timp real a datelor,

funcii de alarmare, abilitatea de a fi integrate cu alte sisteme n

reea.



Problema cea mai important n utilizarea monitoarelor portal este activarea de alarme false datorate creterii valorilor fondului de radiaii sau a trecerii unor transporturi ce conin materiale naturale radioactive.

Alarmele false pot fi evitate prin creterea pragului de activare.

Acest lucru poate ns duce la mascarea unor transporturi ilicite ce emit la nivel comparabil cu fondul.

n general, se prefer un nivel moderat al sistemului de declanare a alarmei, urmnd ca toate cazurile ce declaneaz sistemul s fie investigate suplimentar n stadiile al doilea i al treilea.


Stagiul al doilea: localizarea i izolarea sursei de radiaii

Urmare a detectrii unui material radioactiv este important ca acesta s fie localizat.

Acest lucru se poate realiza utiliznd un detector portabil, n mod numrare sau debit de doz.

n modul de operare debit de doz se poate estima i riscul radiologic pe care acesta l prezint. Dezavantajul l reprezint timpul mai lung necesar msurtorii, crescnd timpul

de localizare.


Stagiul al doilea: localizarea i izolarea sursei de radiaii

Instrumentele portabile de cutare dispun de o gam larg de rspuns, care merge de la niveluri foarte reduse (comparabile cu fondul de radiaii) pn la niveluri suficient de nalte. un nivel de rspuns sczut este necesar pentru detecia unor surse cu

activitate mic sau care sunt ecranate;

un nivel ridicat este necesar pentru evaluarea dozei i a riscului radiologic.

Detectoarele portabile sunt de asemenea prevzute cu niveluri de alarmare pentru a preveni expunerea lucrtorilor la doze mari.


Stagiul al treilea: analiza izotopic

Deoarece fiecare substan radioactiv emite radiaii cu

aceeai energie, indiferent de starea chimic sau fizic n care

se gsete, spectrometria de radiaii gama permite identificarea

tuturor emitorilor de radiaii gama.

Odat identificat i localizat o surs de radiaii, natura

acesteia poate fi stabilit n urma unor analize de

spectrometrie nuclear.

Detectorii cei mai utilizai sunt:

detectori cu scintilaii;

detectori cu semiconductori (Ge hiperpur HPGE).


Stagiul al treilea: analiza izotopic

Sistemele de spectrometrie nuclear pot fi portabile sau

fixe.

Instrumentele cu cea mai mare rezoluie sunt cele cu

detectori cu semiconductor.

Sistemele portabile utilizeaz scintilatori anorganici, fiind

mai simplu de realizat tehnologic i mai compacte.


Mascarea materialelor ilicite

Cunotinele aprofundate de spectrometrie nuclear i

specularea deficienelor de detecie a sistemelor

spectrometrice pot fi folosite n a masca traficul de materiale

ilicite.

Cea mai simpl metod de mascare const n utilizarea

intenionat a plumbului sau a altor materiale de densitate

ridicat pentru a ecrana materialele radioactive.

Aceste metode pot fi combtute prin folosirea unor instalaii

de radiaii X pentru a detecta prezena unor sisteme de

ecranare.



O alt metod de mascare este asocierea unui transport legal

de materiale radioactive cu transportul ilicit al altor materiale

radioactive.

Aceast metod se bazeaz pe confuzia care ar putea s apar

cu privire la natura materialelor ce fac obiectul transportului.

n aceast situaie se impune utilizarea unui sistem de

spectrometrie de nalt rezoluie care s fac diferena ntre

materialele legale i cele ilicite.




Exist o serie de programe care studiaz metode de a mbunti performanele detectorilor i de a formula noi metodologii de combatere a strategiilor de mascare.

Asemenea programe sunt administrate de ctre Agenia Internaional pentru Energie Atomic (IAEA) de la Viena i evalueaz performanele sistemelor de detecie disponibile pentru punctele de control vamal;

Domeniile de examinare includ: noi algoritmi i tehnici software de identificare a semnturii gama a

unui radionuclid investigarea diferitelor scenarii prin care materiale nucleare sau

radioactive pot fi mascate de materiale licite verificarea transporturilor legale de emitori gama bazate pe

msurtori n condiii standard.

Investigaii criminalistice


Descoperirea unui transport ilicit de materiale nucleare sau radioactive are ca efect punerea n practic a unui plan de rspuns prestabilit.

Strategiile de rspuns la asemenea evenimente trebuie s implice experi din serviciile de urgen, investigatori i experi tehnicieni i tiinifici.

Dup aceast aciune iniial, experii ncep identificarea, documentarea i colectarea probelor n scopul examinrii criminalistice.

Investigaii criminalistice


Rolul expertului criminalist nuclear este de a analiza materialele nucleare sau radioactive pentru a obine informaii despre material i originea acestuia.

Caracteristicile care pot fi utilizate includ caracteristici fizice, cum ar fi morfologia probei, compoziia elemental, compoziia izotopic, urmele de alte elemente i prezena solvenilor organici.

Analiza elemental


Utilizarea analizei elementale permite stabilirea compoziiei unei probe.

Acesta poate fi utilizat ca o amprent, permind o comparare direct cu alte eantioane.

Abundena izotopic din materia poate conduce la informaii despre o posibil prelucrare, mbogire sau iradiere a materialului ntr-un reactor.

Tehnicile izotopice furnizeaz de asemenea rapoarte dintre elemente printe i fiic, permind calcularea vrstei materialului, adic a timpului scurs de la prelucrarea sa.

Utiliznd tehnica raportului izotopilor de oxigen 18O/16O, se poate stabili chiar i regiunea geografic din care provine materialul, n principal pentru oxizii de uraniu.

Analiza elemental


Aceste informaii nu sunt ns suficiente pentru a expertiza proba.

Analiza metodelor de procesare, care produc materiale cu caracteristici chimice i fizice proprii, este de asemenea utilizat pentru identificarea sursei probei.

Comparnd rezultatele analizelor cu bazele de date disponibile la AIEA i la Institutul de Elemente Transuraniene (ITU), se pot stabili ci de identificare a materialelor radioactive i nucleare.

Bazele de date conin informaii despre alte interceptri de transporturi ilicite sau despre situaia stocurilor din arhivele naionale, care au fost anterior documentate de ctre experi.

Informaiile din aceste surse, n special cele despre dispariia sau furtul unor materiale, pot furniza informaii utile pentru procesul de identificare.

Investigarea unui eveniment radiologic sau nuclear


Detectarea unui material radiologic necesit activarea unui numr de specialiti care s fie prezeni pe perioada investigaiilor.

Printre acetia se vor numra: un specialist n fizica radiaiilor i/sau un specialist n securitate

radiologic i radioprotecie rolul acestora este de a evalua riscurile pentru sntate la care se

expun ceilali membri ai echipei de investigare experi n explozibili (dac se presupune prezena unui

dispozitiv explozibil cu dispersie) criminaliti care s expertizeze colectarea, manipularea,

stocarea i transportul probelor un specialist n investigaii nucleare care s supervizeze probele

radiologice.



Rolul expertului n radioprotecie este de a evalua nivelul de radioactivitate al probelor i de a decide msurile de protecie ce se impun purtarea echipamentului de protecie, a aparatelor de respirat, a

dozimetrelor.

Msurile de protecie depind de: tipul de radioactivitate al materialului (alfa, beta, gama, neutroni). activitatea sursei dac sursa este nchis sau deschis proprietile fizice i chimice ale probei

Se va acorda prioritate investigaiilor non/distructive (spectrometrie gama) pentru identificarea materialelor prezente n prob.



Dup ce sunt luate aceste msuri de protecie, vor intra n aciune experii n explozibili care vor verifica prezena dispozitivelor de detonare i le vor dezactiva (dac este cazul).

Se vor utiliza tehnici mobile de investigare cu radiai X pentru identificarea prezenei unor materiale explozive.

Odat ce zona este declarat sigur, se poate trece la identificarea, documentarea i colectarea probelor.

Colectarea probelor


Procedurile de localizare i documentare a probelor radiologice sunt similare celor utilizate n criminalistica tradiional.

Se vor realiza fotografii pentru documentare, scheme precise ale localizrii obiectelor i orice alt informaie considerat de interes.

Este recomandat o supraveghere radiologic a zonei investigate pentru a determina ntinderea unei eventuale contaminri radioactive i pentru a stabili un cordon de delimitare a zonelor controlate.

Este necesar deci utilizarea aparaturii de detecie pentru localizarea i identificarea izotopilor radioactivi.

Colectarea probelor


Obiectivul cercetrii criminalistice este de a colecta informaii care, dup analizare, s permit gsirea de indicii cu privire la originea materialului.

Prin urmare, materialele radioactive i alte eantioane, cum ar fi containere cu numere de identificare, sunt poteniali indicatori ai originii materialului radioactiv.

Dac proba radioactiv este depozitat ntr-un container pentru lichide sau cu protecie din plumb, colectarea probei este simplificat.

n acest caz, materialul este colectat ca atare i securizat pentru a nu se distruge orice potenial informaie de interes criminalistic (amprente, fibre, probe biologice etc.)

Colectarea probelor


n situaiile n care materialul radioactiv este dispersat, sarcina colectrii este mult mai dificil.

Pe ct posibil, este recomandat ca probele radioactive s fie separate de cele non-radioactive (contaminani), lucru ce nu poate fi realizat ntotdeauna.

Colectarea i manipularea probelor n mod tradiional este de asemenea problematic datorit prezenei materialului radioactiv.

n toate cazurile, colectarea probelor, fie ele radioactive sau tradiionale, trebuie s se desfoare, pe ct posibil, ntr-o manier n care s nu se distrug sau modifice unele pe celelalte.

Depozitarea i transportul probelor


Dup colectare probele trebuie stocate i transportate la un laborator de analize.

Stocarea temporar a probelor poate interveni din dou motive: poate fi necesar o analiz preliminar la locul descoperirii pentru a

identifica nuclizii prezeni, n scopul stabilirii msurilor de radioprotecie;

poate fi necesar obinerea unei autorizaii de transport a probelor pn la laboratorul de analiz.

n ambele cazuri este necesar o facilitate de depozitare temporar care s asigure securitatea probelor i sigurana personalului.

Aceasta trebuie s fie autorizat pentru stocarea de material radioactiv i pentru manipularea de probe n scop criminalistic.

Depozitarea i transportul probelor


Transportul probelor la un laborator de analiz va necesita utilizarea unor mijloace adecvate de depozitare astfel nct s se evite contaminarea probelor i s se respecte regulamentele naionale de transport pentru materiale periculoase (radioactive).

Analiza probelor


Analiza probelor se va efectua n laboratoare acreditate pentru manipularea materialelor radioactive.

Rolul analizelor este de a furniza ct mai multe informaii necesare stabilirii originii materialelor, modului n care au fost sustrase, precum i a inteniilor n care urmau s fie utilizate.

Laboratoarele de analiz trebuie s fie dotate cu tehnici adecvate, cum ar fi: metode de preparare a probelor n scopul analizei; metode de analiz radiometrice i radiochimice; metode de analiz elemental; alte metode ce pot furniza informaii suplimentare.

Analiza probelor


Se va pune accentul pe utilizarea metodelor non-distructive.

Dac acestea nu dau rezultatele scontate, se vor putea lua n considerare cele cu potenial de distrugere a probelor.

Tehnicile de analiz distructiv pot fi excluse dac este necesar o cantitate prea mare de material ce ar determina distrugerea unei mari pri a probei.

Prin urmare, experii vor trebui s analizeze care sunt beneficiile i riscurile fiecrei tehnici i s decid dac obinerea unei informaii suplimentare justific distrugerea parial sau total a unei probe.

Concluzii


Creterea traficului ilicit cu substane nucleare reprezint o ameninare serioas n condiiile intensificrii i diversificrii aciunilor teroriste

Necesitatea de a pune la punct strategii pentru detecia i localizarea surselor acestor materiale este vital pentru a limita eficiena materialelor radioactive ca unelte teroriste.

Dei s-au nregistrat progrese semnificative, exist o necesitate crescnd de a asigura sigurana i securitatea comunitii internaionale.

Concluzii


Acest curs a evideniat principalele metode dezvoltate n domeniul deteciei nucleare i a investigaiilor criminalistice.

Este evident c fiecare stat are cerine diferite dictate de legislaia proprie, localizarea geografic, nivelul de finanare, echipament i personal.

Cu toate acestea, strategiile fundamentale de detecie i analiz rmn aceleai.

Metode radiometrice i radiochimice utilizate n criminalisticAmeninri teroriste nucleare i radiologiceAmeninri teroriste nucleare i radiologiceAmeninri teroriste nucleare i radiologiceScenarii radiologiceScenarii radiologiceMsuri de prevenireTraficul ilicit de materiale nucleare i radioactiveStrategii de detectareRadionuclizi de interes n monitorizarea frontierelorRadionuclizi de interes n monitorizarea frontierelorMetode de detecie la frontiereStagiul I: monitoare fixe de tip portalStagiul I: monitoare fixe de tip portalStagiul I: monitoare fixe de tip portalStagiul al doilea: localizarea i izolarea sursei de radiaiiStagiul al doilea: localizarea i izolarea sursei de radiaiiStagiul al treilea: analiza izotopicStagiul al treilea: analiza izotopicMascarea materialelor iliciteMascarea materialelor iliciteMascarea materialelor iliciteInvestigaii criminalisticeInvestigaii criminalisticeAnaliza elementalAnaliza elementalInvestigarea unui eveniment radiologic sau nuclearInvestigarea unui eveniment radiologic sau nuclearInvestigarea unui eveniment radiologic sau nuclearColectarea probelorColectarea probelorColectarea probelorDepozitarea i transportul probelorDepozitarea i transportul probelorAnaliza probelorAnaliza probelorConcluziiConcluzii

fiz-Curs_6

Documents

Transcript of fiz-Curs_6