ANÁLISIS POR ACTIVACIÓN NEUTRÓNICA

INTRODUCCIÓN:

De las numerosas pruebas que pueden ser usadas en la detección de elementos

químicos presentes en cualquier lugar, (y esto incluye las evidencias de una escena del

crimen donde las armas de fuego hayan estado presentes), el análisis por activación

neutrónica ofrece la ventaja de ser muy preciso y ser capaz de detectar trazas en el rango de

las partes por billón (ppb) e inclusive por trillón (ppt).

RADIACTIVIDAD

A fines del siglo XIX, por los tiempos en que Thompson descubrió los electrones y

demostró que los electrones “son partes de los átomos y el átomo indivisible de Dalton,

como modelo útil, no se podía conservar” (Choppin, 1971), el científico Henry Becquerel

descubría la radioactividad al poner una piedra conteniendo cristales de uranilo y sulfato de

potasio, sobre una placa fotográfica envuelta en papel negro. Misma que se veló en la parte

donde estaba el material, efecto que no era posible con la luz solar por el papel negro que

envolvía la película, lo que demostraba que en el material había una energía que fluorescia.

PRODUCTOS DE LA RADIACTIVIDAD

En estudios con campos eléctricos, se observó que las sustancias radiactivas emiten

tres tipos de rayos, se trata de los rayos alfa, beta y gama, con un comportamiento eléctrico

muy similar al que tienen las partículas de los átomos, pues el rayo alfa se desvía hacia el

http://patriceorbegoso.blogspot.com/

2011_10_01_archive.html

campo eléctrico negativo, el beta hacia el campo eléctrico positivo (y lo hace mucho mas

intensamente) y finalmente sin desviarse (sin carga) hacia el frente.

ISÓTOPOS

El átomo está compuesto por tres partículas

fundamentales que son los protones y los neutrones en el núcleo,

además de los electrones desplazándose alrededor del núcleo en

las llamadas REEMPE o región espacial energética de

manifestación más probable del electrón. Hacia 1939 T.W.

Richards de la universidad de Harvard, encontró dos pesos

atómicos diferentes para el plomo y, por otra parte, F.W. Aston

separó en dos especies al Neón, estos resultados los interpretó Soddy como especies del

mismo elemento que tienen las mismas propiedades químicas, pero diferente número de

masa y las llamó “Isótopos”, como ambas especies varían únicamente en la masa y no en la

carga, se infirió que la diferencia entre una y otra especie es debida a los neutrones.

RUTINAS Y PRUEBAS USADAS EN BALÍSTICA FORENSE

En balística forense se busca entre otros: restos de fulminante, en especial Plomo y

Bario, con equipos de máxima precisión, tal como el Microscopio Electrónico de Barrido.

Se ha reemplazado la identificación de los nitritos (NO3-) por otras sustancias

características de los disparos, tales como el Bario (Ba), el Antimonio (Sn) y el Plomo (Pb),

utilizándose para ello métodos instrumentales tales como la espectrofotometría de

absorción atómica o la investigación mediante el uso de microscopía electrónica de barrido,

aplicándose como alternativa ante la falta de instrumental adecuado el análisis químico

convencional mediante el uso de reactivos a base de Rodizonato de Sodio. La pruebas más

utilizadas son, la de Walker, la determinación de Nitratos por el reactivo de Guttmann;

Determinación de Nitritos, tal como la nitrocelulosa, ampliamente utilizada con el nombre

de “Pólvora sin humo” o “Pólvora inoxidante”, con la que se cargan la totalidad de los

cartuchos modernos. Los Nitritos se evidencian específicamente a través de la técnica

ideada por J. T. WALKER en 1937, basada en la utilización del “Reactivo de Griess”,

aunque esta prueba no puede ser usada en cadáveres; determinación de partículas metálicas

desprendidas del mismo proyectil, como producto de la acción de rozamiento y abrasión a

la que fuera sometido en su recorrido por el interior del ánima del cañón; determinación de

Plomo y Bario son expulsados por la boca de fuego del arma a continuación del proyectil,

pudiéndose detectar su presencia mediante el uso de Rodizonato de Sodio.

EL ANÁLISIS POR ACTIVACIÓN NEUTRÓNICA

El análisis por activación neutrónica, conocido por sus siglas como “AAN” es una

técnica establecida desde hace varias décadas, empleado con fines cualitativos y

cuantitativos, el propósito de este análisis es identificar o determinar la presencia y masa de

uno o más elementos contenidos en una muestra.

María Corina Urdaniz, 2004 destaca entre las ventajas de esta técnica:

El AAN es no destructivo, la muestra no necesita ser disuelta,

disminuyéndose notablemente la probabilidad de contaminarla

Es una técnica nuclear, por lo que es independiente del estado

físico o químico de la muestra

Necesita poca cantidad de muestra, con algunos mg se puede

determinar un gran número de elementos

Esta técnica se trata básicamente en someter un elemento al bombardeo de

neutrones, como resultado se produce una reacción de absorción de neutrones, el núcleo

formado es un radio-isótopo del elemento bombardeado, que por ulterior decaimiento beta

emite rayos gamma del elemento Z siguiente. Se tiene, pues, la siguiente reacción tipo

La reacción (1) se denomina <<captura del neutrón>>. Donde ᵧp y ᵧd hacen

referencia a los rayos gamas prompt y delayed respectivamente

La activación neutrónica es útil para determinar elementos que se encuentran al

estado de trazas como por ejemplo Co, Sc, Hf, U, Th, etc. En concentraciones del orden de

μg/g. Es un método que permite de igual manera determinar varios elementos mayores tales

como Fe y Na.

Seguida de la transmutación

El proceso usado generalmente para calcular la concentración por ejemplo las ppm

de un elemento en una muestra desconocida es irradiar dicha muestra junto con un estándar

de concentración conocida del elemento de interés. Si la muestra desconocida y el estándar

se miden en la misma posición del detector, entonces se debe corregir la diferencia en

cuanto al tiempo de decaimiento de ambas muestras. (Iturbe, 2003)

Los elementos presentes a niveles de trazas o vestigios, generalmente no alteran el

aspecto químico y físico de las sustancias ni tampoco sus propiedades y por lo tanto su

cuantificación nos permite diferenciar sustancias muy semejantes en esos aspectos.

(Morales, 2011)

CONCLUSIONES PERSONALES:

La búsqueda de métodos para detección de elementos producto del uso de armas de

fuego va en continua evolución, el uso de un reactor nuclear para la detección de trazas de

estos elementos, se visualiza como una posibilidad, pero remota. En Colombia se cuenta

únicamente con un reactor nuclear (En México el reactor nuclear lo tiene el ININ), y, para

ofrecer resultados confiables, habría que aumentarle la potencia de 500 a 1,000 veces, lo

Tabla tomada de: Iturbe, 2003, Análisis por activación neutrónica

que lo hace inviable. Por otra parte, si bien es posible determinar los elementos presentes, la

prueba por activación neutrónica no nos permite conocer el cuándo fueron depositados esos

elementos en la escena del crimen y en consecuencia, poco aportan a los procedimientos

tradicionales empleados actualmente.

FUENTES DE CONSULTA

Choppin, Gregory R. Jaffe, Bernard, Summerlin, Lee. Jackson Lynn. (Séptima

Reimpresión 1974). Química. México, D.F.: Publicaciones Cultural S.A.

Urdaniz, MC. Real, M. (2004). Activación neutrónica y vida media. 3 de junio

2015, de FCEyN y UBA Sitio web:

http://www.fisicarecreativa.com/informes/infor_especial/activa_n_Corin

a_Mariano2k4a.pdf

Orbegoso, Patricia. (2011). Estructura del átomo. 03 de Junio 2015, de PATCE

Sitio web: http://patriceorbegoso.blogspot.com/2011_10_01_archive.html

Amaro, José Enrique. (2006). Análisis por activación neutrónica. 3 de Junio de

2015, de Universidad de Granada Sitio web:

http://www.ugr.es/~amaro/radiactividad/tema8/node6.html

Iturbe García JL. (2003). Análisis por activación neutrónica. 03 de Junio de 2015,

de Congreso Nacional de Educación Química, Sitio web:

http://www.quimicanuclear.org/pdf_memorias2003/pdf_simposium/jose

%20luis%20ituber.pdf

Morales Pérez, AL. (2011). El análisis por activación neutrónica y sus alcances en

la investigación criminal. 3 de Junio 2015, de Criminalística.mx Sitio web:

http://www.criminalistica.com.mx/areas-forenses/quimica-forense/313-

el-ansis-por-activacieutra-y-sus-alcances-en-la-investigaciriminal

www.criminalistaenred.com.ar. (nd). Balística Forense. 3 de Junio 2015, de

Criminalística.mx Sitio web: http://criminalistica.mx/areas-

forenses/balistica/1440-balistica-forense31