IDENTIFIKACE REZIDUÍ IMPROVIZOVANÝCH VÝBUŠNIN FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÝMI ANALYTICKÝMI METODAMI ZA REÁLNÝCH PODMÍNEK PO VÝBUCHU

Význam tématu

S rozvojem nelegální výroby improvizovaných výbušnin v posledních letech roste potřeba spolehlivého analytického určení jejich reziduí po výbuchu za reálných podmínek.
Výbušniny z běžně dostupných surovin představují různorodé reakční směsi a konstrukce, což značně ztěžuje identifikaci látek a jejich zplodin.
Precizní forenzní metody přispívají k odhalování trestné činnosti a zvyšují bezpečnost v podobě rychle dostupných analytických dat.

Cíle a přehled studie

Projekt „Identifikace reziduí improvizovaných výbušnin fyzikálně-chemickými analytickými metodami za reálných podmínek po výbuchu“ (reg. č. VI20152020004) byl iniciován Ministerstvem vnitra ČR.
Cílem bylo vybrat pět hlavních kategorií amatérsky připravitelných výbušnin a doplnit je o další pyrotechnické a třaskavé slože.
Provést modelové výbuchy na různých površích, systematicky odebrat vzorky a vytvořit protokoly vhodné pro praktické forenzní laboratoře.

Použitá metodika a instrumentace

Výbušniny byly připraveny z běžně dostupných prekurzorů:

• Kapalné nitrolátky v koncentrované HNO3 (98 %)
• Tuhé chloristany aromatických bází
• Směsi chlorečnanů a chloristanů s organickými palivy
• Senzibilizovaný nitromethan a směsi TNM s rozpouštědly

Modelové výbuchy se prováděly na ocelových i přírodních površích; vzorkování zahrnovalo metody:

• Adhezivní uhlíkové terčíky
• Suchý stěr víceúčelovou tkaninou
• Snímaní upraveným vakuovým systémem
• Odstředivá či kapilární separace částic

Hlavní analytické metody:

• SEM-EDS/WDS, SEM-FIB s Ramanem
• FTIR a Ramanova mikrospektrometrie
• Prášková XRD/pXRD, mikro-XRF
• GC-MS, GC-MS/MS, HPLC-MS, IC, SPME

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza morfologie ukázala široké rozpětí velikosti částic (řádově od stovek nm po desítky µm).
Adhezivní uhlíkové terčíky dosahovaly vysoké výtěžnosti (> 80 %) pro částice nad 0,05 mm; u jemných frakcí klesala.
Vakuové vzorkování s kartáčkem zajistilo vhodný sběr na drsnějších površích; odstředivý separator byl účinný pro větší částice nad 0,05 mm.
Kapilární separace umožnila transfer vzorku do mikrokolony, následnou selektivní extrakci organických a anorganických komponent v µl objemech.
Duální systém SEM-FIB/Raman poskytl detailní 3D rekonstrukci prvkového i molekulárního složení jednotlivých částic.

Přínosy a praktické využití metody

Vyvinuté vzorkovací a analytické protokoly umožňují forenzním laboratořím rychlou identifikaci řady improvizovaných výbušnin.
Komplexní přístup zajišťuje analýzu na úrovni jednotlivých mikročástic a minimalizuje riziko falešných pozitiv či negativních výsledků.
Centralizovaná databáze experimentálních dat a spekter usnadňuje porovnávání nových případů s existujícími záznamy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k miniaturizaci vzorkovacích zařízení, integraci in-situ mapování Ramanovou spektroskopií a automatizaci sběru dat.
Rozšíření databází spekter a algoritmů strojového učení podpoří rychlejší a spolehlivější interpretaci výsledků.
Možné aplikace zahrnují mobilní forenzní jednotky nasazené v terénu či interoperabilní sítě sdílení dat mezi bezpečnostními složkami.

Závěr

Projekt přinesl ucelenou metodiku pro identifikaci reziduí improvizovaných výbušnin za reálných podmínek;
klíčová je kombinace pokročilého vzorkování, mikroskopických technik a selektivní extrakce.
Implementace výstupů do praxe posílí kapacity forenzních expertů v boji proti nelegální výrobě a použití trhavin.

Reference

1. Kishi T.: Advances in Analysis and Detection of Explosives, Springer Dordrecht 1993.
2. Kotrlý M., Turková I.: Proceedings of SPIE, Advanced Environmental, Chemical, and Biological Sensing Technologies XII, SPIE 2015.
3. Kotrlý M., Wolker J., Turková I., Beroun I.: Proceedings of SPIE, Detection and Sensing of Mines, Explosive Objects, and Obscured Targets XXIII, SPIE 2018.