Физические расследования

Наполеон умер не своей смертью, а был отравлен. На этот счет у сведущих людей вроде бы нет сомнений. Правда, неизвестно, чьих это рук дело. Французы убеждены, что отравить императора могли только англичане. Британцы же утверждают, что его отправили на тот свет соотечественники, и даже называют имя графа Монтолона, который был наследником Бонапарта. Спор этот, то разгораясь, то затухая, длится вот уже несколько лет. А начался он после того, как английские ученые с целью проверить скудные свидетельства об отравлении императора проанализировали пробы его волос, срезанных на следующий день после смерти. И вот оказалось, что концентрация мышьяка в 13 раз превышает обычное содержание этого элемента в человеческих волосах. Более того, неравномерное распределение мышьяка по длине волоса свидетельствовало о том, что Наполеону давали яд постоянно в течение последних четырех месяцев его жизни.

Шведские ученые решили выяснить обстоятельства смерти в 1557 году шведского короля Эрика XIV. Он был свергнут с престола его братом Иоанном III, занявшим трон. В некоторых исторических документах есть намеки, что Эрик XIV был впоследствии отравлен. Чтобы проверить эту версию, надо было подвергнуть волосы Эрика XIV анализу: нет ли в них следов яда. Мышьяка обнаружить не удалось, зато обнаружено, что содержание ртути значительно превышало нормальное. Это свидетельствовало, что умерший в 1557 году человек, в самом деле, был отравлен.

Допрос снимают нейтроны

Количество мышьяка и ртути в исследованных пробах было незначительно, а сами пробы столь малы (несколько волосков!), что потребовался чрезвычайно чувствительный метод анализа. Чтобы найти содержание мышьяка и ртути в волоске, весящем доли миллиграмма, чувствительность анализа должна быть очень точной. Ни один из химических методов анализа тут не годится. Выяснению причин смерти Наполеона и Эрика XIV помог активационный метод анализа.

Сущность его — облучение пробы вещества потоком нейтронов, чтобы измерить потом радиоактивность, появившуюся из-за взаимодействия нейтронов с ядрами элементов. Результаты измерений дают энергетический спектр гамма-излучения пробы вещества. Энергетический спектр представляет собой кривую, которая показывает интенсивность гамма-излучения квантами различной энергии. По положению пиков на кривой можно судить о том, какие элементы присутствуют в пробе, а по высоте пиков — каково содержание того или другого элемента.

Чем мощнее поток нейтронов, тем четче спектр. Самые мощные потоки исследователи получают в атомных реакторах. Время облучения колеблется от нескольких минут или часов до месяца — в зависимости от периодов полураспада радиоактивных изотопов.

Зачем реактор археологу, искусствоведу или криминалисту. Химические методы анализа связаны, как правило, с растворением исследуемого образца. При пламенной спектроскопии пробы вещества сжигаются.

Активационный анализ позволяет исследовать пробы, не разрушая образца. Видимо, не стоит подробно останавливаться на том, какое огромное значение имеет этот факт для археологов, искусствоведов, криминалистов. Нейтрон может рассказать исследователю о происхождении изучаемого объекта, будь то древняя монета, картина мастеров эпохи Возрождения или просто волосок, найденный на месте преступления.

Но древние монеты было бы желательно оставить в коллекциях музея, картинами великих художников хотят восхищаться тысячи и тысячи любителей искусства, а волосок — возможно, единственное вещественное доказательство — должен быть тщательно сохранен в судебном деле.

А внутри-то медь…

В Англии, в Оксфордском университете, активационным методом были исследованы около 500 греческих серебряных монет VI—V веков до н. э. Облучение монет проводилось на реакторе в Харуэлле. С помощью гамма-спектрометрии определялось содержание примесей золота и меди.

Среди монет находились афинские, коринфские и македонские. Одним из вопросов, на которые хотели получить ответ ученые, был — откуда получали серебро для монет в Коринфе, который не имел собственных месторождений…

Ученые знали, что афиняне добывали серебро, славившееся своей чистотой, в копях Лауриума. В 40 афинских монетах, отчеканенных из этого серебра, нет ни одной с содержанием меди более 1 % и золота выше 0,1%.

Среди коринфских монет некоторые имели более высокое содержание меди и золота, чем в афинских монетах. Это говорит о том, что Коринф получал серебро не только из Лауриума.

Македонские монеты можно было разделить на две группы. На одних из них на оборотной стороне изображен всадник на лошади. На других монетах лошадь-то есть, а всадника нет. И оказалось, что серебряные монеты со всадником содержат очень малые примеси меди и золота, а монеты без всадника почти на одну пятую состоят из меди. Это доказательство преднамеренного обесценивания денег. О его целях можно только догадываться.

А две монеты, на вид казавшиеся чисто серебряными, содержали 70% меди и были лишь посеребрены. Только методом активационного анализа можно было обнаружить это, не разрушая музейную ценность.

На семнадцатом километре…

На семнадцатом километре шоссе произошла авария. Водитель машины, шедшей ночью из города, не убрал дальний свет. Шофер встречного автомобиля был ослеплен, резко затормозил, на мокром асфальте машину занесло. Первая машина задела ее бортом и умчалась. На месте аварии остались лишь мельчайшие брызги автомобильной эмали. Активационный анализ следов элементов, присутствующих в краске, позволил определить марку автомобиля, год его выпуска. Был найден нарушитель правил движения.

В июле 1964 года в одном из судов США были приняты в качестве доказательства участия в преступлении (краже со взломом) результаты активационного анализа следов краски на одежде обвиняемого.

Оказывается, каждый тип краски имеет свою, неповторимую гамму примесей… Эти примеси являются «лицом» краски, ее отличительной особенностью, а некоторые изменения в соотношении примесей, связанные с переменой технологии или качеством исходного сырья, лишь играют на руку криминалистам, позволяя довольно точно определять время выпуска краски.

Рембрандт или не Рембрандт?

За последнее время участились случаи подделки картин старых мастеров. Как показал проходивший перед второй мировой войной известный процесс ван Меегерена, обвиненного в изготовлении фальшивых картин знаменитых художников, подделку очень трудно раскрыть, если преступник применял такие же краски, что и копируемый им художник. (Подразумевается, что подражание технике живописи знаменитого мастера безупречно). В этих случаях также может помочь анализ примесей в красках.

Современные методы очистки свинцовых продуктов от меди, ртути и серебра довольно эффективны. Так как старые сорта белил в большинстве случаев более загрязнены медью, ртутью и особенно серебром (в 10 раз больше, чем современные), то по повышенному содержанию этих элементов в свинцовых белилах предлагается способ определять подлинность старых картин. Наоборот, более высокое содержание цинка поможет отличить современные сорта свинцовых белил.

Кто стрелял в Кеннеди?

Оговоримся сразу: мы не знаем, кто стрелял в американского президента. Об этом деле написано столько в журналах и газетах всего мира, что если бы собрать вместе все статьи, наверняка не хватило бы товарного вагона. Но одно сообщение, промелькнувшее в печати, стоит того, чтобы о нем упомянуть. Загрязнения на улице и руках Ли Харви Освальда, обвиненного в убийстве Кеннеди, были исследованы с помощью нейтронного активационного анализа. Что могли дать такие исследования?

Дело в том, что следы меди, бария и сурьмы — элементов, находящихся в капсюлях патронов, откладываются в ничтожных количествах (доли микрограмма) на руке человека, стрелявшего из револьвера. У стрелка из винтовки такой же налет можно обнаружить и на лице. С помощью активационного анализа можно исследовать «огнестрельный налет» и даже определить тип ружья или пистолета. Анализ производится после получасового облучения проб налета в реакторе — по содержанию радиоактивных изотопов бария-139, сурьмы-122 и меди-64.

Срежьте-ка у него прядь волос

Мы все время говорили, что по следам примесей можно распознать сорта краски, автомобильного лака, алкогольных напитков, лекарств и многих других веществ.
Оказывается, этот метод может помочь и при распознавании личности. Мы уже упоминали о волосе, найденном на месте преступления, как о возможном вещественном доказательстве.

Комбинация следов элементов в разных волосах одного и того же человека совершенно постоянна и не зависит от возраста и образа жизни (хотя, конечно, могут произойти некоторые изменения, если человек переедет, скажем, из Европы в Америку. Но в общем-то эти комбинации элементов имеют ярко выраженные индивидуальные признаки).

Канадские исследователи Р. Джервис и А. Перкинс исследовали 1100 образцов волос. У всех у них были различные энергетические спектры после облучения в реакторе. Джервис описывает случай, когда преступник был опознан по волосу, найденному на месте преступления. Длина его 6 сантиметров, вес — около миллиграмма. Преступника выдала бета-активность фосфора-32 и серы-32. Джервис и Перкинс считают, что такой метод идентификации очень эффективен и что криминалистам следует взять его на вооружение.

Авторы: В. Слукин, Е. Карташев.