총기사고에서 용의자 식별의 기초자료로 활용하기 위하여 3가지 유형의 한국형 총기인 K1A 기관단총, K2 소총, K5 권총의 뇌관화약잔사(Primer GSR)를 SEM-EDX로 분석하였다. 실내사격장에서 각 1발씩 3회 사격하여 얻은 뇌관화약잔사의 형태, 크기, 입자수 그리고 성분분석을 통한 각 입자의 원소 함량비율을 확인하였다. 뇌관화약잔사 입자는 대부분 Ba>>Pb>Sb의 함량비율을 갖고 있었지만 특정 형태의 입자에서는 Sb>Pb>Ba 혹은 Pb>Sb>Ba 등 Ba원소보다 Sb원소의 함량이 많게 나타난 입자가 발견되었다. 원소 성분비율이 차이가 나는 각 입자들을 통계처리 한 결과 사용된 탄의 종류에 따라 5.56 mm 탄을 사용한 K1A, K2 소총에서보다 9 mm 탄을 사용하는 K5권총에서 Sb원소가 Ba원소보다 함량비율이 큰 입자의 수가 3~8배 많은 것으로 확인되어 소총과 권총을 구분할 수 있었다. 또한 입자의 크기와 입자의 수에서도 역시 구분이 가능함을 확인할 수 있었다.
총기사고에서 용의자 식별의 기초자료로 활용하기 위하여 3가지 유형의 한국형 총기인 K1A 기관단총, K2 소총, K5 권총의 뇌관화약잔사(Primer GSR)를 SEM-EDX로 분석하였다. 실내사격장에서 각 1발씩 3회 사격하여 얻은 뇌관화약잔사의 형태, 크기, 입자수 그리고 성분분석을 통한 각 입자의 원소 함량비율을 확인하였다. 뇌관화약잔사 입자는 대부분 Ba>>Pb>Sb의 함량비율을 갖고 있었지만 특정 형태의 입자에서는 Sb>Pb>Ba 혹은 Pb>Sb>Ba 등 Ba원소보다 Sb원소의 함량이 많게 나타난 입자가 발견되었다. 원소 성분비율이 차이가 나는 각 입자들을 통계처리 한 결과 사용된 탄의 종류에 따라 5.56 mm 탄을 사용한 K1A, K2 소총에서보다 9 mm 탄을 사용하는 K5권총에서 Sb원소가 Ba원소보다 함량비율이 큰 입자의 수가 3~8배 많은 것으로 확인되어 소총과 권총을 구분할 수 있었다. 또한 입자의 크기와 입자의 수에서도 역시 구분이 가능함을 확인할 수 있었다.
Primer gunsot residues (GSR) obtained from K1A and K2 rifles, and K5 pistol were analysed with scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray spectrometry (SEM-EDX) as basic data in firearm accidents. Ammunition of 5.56 mm is employed for K1A and K2 rifles and 9.0 mm for a K5 pistol. The analy...
Primer gunsot residues (GSR) obtained from K1A and K2 rifles, and K5 pistol were analysed with scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray spectrometry (SEM-EDX) as basic data in firearm accidents. Ammunition of 5.56 mm is employed for K1A and K2 rifles and 9.0 mm for a K5 pistol. The analyses of morphology, size, particle number, elemental ratio were performed for primer GSR prepared after shooting 3 times. The detected content was Ba>Pb>Sb in most GSR particles but Sb>Pb>Ba or Pb>Sb>Ba in some particles. In the statistical result of composition ratio of elements, the particles with more Sb than Ba were detected in most primer GSR from a K5 pistol, 3~8 times more than K1A and K2 rifles. This results can be employed to discriminate gun type between rifles and pistols. Furthermore, the size and the number of particles can be applied to access the type of guns.
Primer gunsot residues (GSR) obtained from K1A and K2 rifles, and K5 pistol were analysed with scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray spectrometry (SEM-EDX) as basic data in firearm accidents. Ammunition of 5.56 mm is employed for K1A and K2 rifles and 9.0 mm for a K5 pistol. The analyses of morphology, size, particle number, elemental ratio were performed for primer GSR prepared after shooting 3 times. The detected content was Ba>Pb>Sb in most GSR particles but Sb>Pb>Ba or Pb>Sb>Ba in some particles. In the statistical result of composition ratio of elements, the particles with more Sb than Ba were detected in most primer GSR from a K5 pistol, 3~8 times more than K1A and K2 rifles. This results can be employed to discriminate gun type between rifles and pistols. Furthermore, the size and the number of particles can be applied to access the type of guns.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 3가지 유형의 한국형 총기인 K1A 기관단총, K2 소총, K5 권총의 뇌관화약잔사(Primer GSR)를 SEM-EDX로 분석하였다. 각 1발씩 3회 사격하여 뇌관화약잔사의 형태와 크기, 입자수 그리고 3가지 원소 Pb, Ba, Sb가 혼합된 뇌관화약잔사 입자를 중심으로 성분분석을 하여 발사자 식별과 함께 원소 함량비율을 확인하여 각 총기 종류 및 탄종을 뇌관화 약잔사로 식별의 가능성 여부를 연구하여 총기사고에서 뇌관화약잔사 성분의 분석에 기초 자료로 활용하고자 하였다.
본 연구에서는 국내 군에서 사용되는 한국형 총기류를 대상으로 입자형태, 입자수, 입자의 원소비율을 서로 비교하여 총기의 종류를 뇌관화약잔사로써 식별이 가능한지에 대해 고찰하였다.
제안 방법
GSR 채취 키트(GRA 200K, ALTLIGHT, Korea)를 사용하여 채취한 뇌관화약 잔사를 SEM-EDX(EDAX, SS-550, USA)를 이용하여 입자의 형태, 크기, 입자수 그리고 Ba, Pb, Sb 혼합비율을 확인하였다. SEMEDX의 분석조건은 Table 1과 같다.
각 총기의 stub별로 뇌관화약 발사잔사의 Pb, Sb, Ba 원소 비율을 분석하여 Fig. 6과 같이 ternary plot 으로 도식화 하였다. 그림에서 원소의 크기 및 양에 대한 비율의 분포는 전체적으로 Ba 원소로 치우치는 경향을 보인다.
뇌관화약 발사잔사를 분석하여 발사자 식별에 관해 선행된 연구로는 SEM-EDX (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray)를 이용하여 형태 및 성분검사를 실시하였고5-9 중성자 방사화 분석(Neutron Activation Analysis), 원자흡수분광광도계(Atomic Absorption Spectroscopy), 비불꽃 원자흡수 분광광도계(Flameless Atomic Absorption Spectroscopy), ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) 등을10-17 이용하여 무기성분을 정량분석 하였다. 최근에는 MCICP-MS (Multiple-Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)를 이용하여 제조회사 추정에 관한 연구가 진행되었다.
자동 검색되어진 stub의 field를 EDX를 이용하여 3 comp. 뇌관화약 발사잔사의 입자형태에 따라 차이가 나타나는 spectrum을 분석하였다.
본 연구에서는 3가지 유형의 한국형 총기인 K1A 기관단총, K2 소총, K5 권총의 뇌관화약잔사(Primer GSR)를 SEM-EDX로 분석하였다. 각 1발씩 3회 사격하여 뇌관화약잔사의 형태와 크기, 입자수 그리고 3가지 원소 Pb, Ba, Sb가 혼합된 뇌관화약잔사 입자를 중심으로 성분분석을 하여 발사자 식별과 함께 원소 함량비율을 확인하여 각 총기 종류 및 탄종을 뇌관화 약잔사로 식별의 가능성 여부를 연구하여 총기사고에서 뇌관화약잔사 성분의 분석에 기초 자료로 활용하고자 하였다.
수치화된 뇌관화약잔사의 입자수, 입자크기, 각 입자의 원소함량비율의 실험데이터를 토대로 비교분석, 절대함량비율, 상대함량비율 등의 분석을 통하여 각 총기종류 및 탄종의 식별가능성을 타진하였다.
1과 같이 stub의 면적을 60개 field로 분할하여 뇌관화약잔사의 성분인 Pb, Ba, Sb를 자동 검색하여 혼합물원소 즉, 3 comp.인 Pb+Ba+Sb와 2 comp인 Pb+Ba, Ba+Sb 및 Pb+Sb를 field 상에 자동으로 분류하고 SEM-EDX를 이용하여 뇌관화약잔사를 확인한 후 입자의 형태, 크기, 입자수를 확인하였다.
대상 데이터
실내사격장에서 온도 27 °C, 습도 58%의 조건에서 한국생산 대우정밀 제품인 K1A (SMG), K2 (Rifle), K5 (Pistol)를 1발씩 3회 사격 하였고, 1발 사격 시마다 손등과 손바닥에서 GSR 채취 키트의 카본테잎이 붙여진 stub를 이용하여 채취 하였다.
성능/효과
입자에서 나타나는 각 형태를 분석한 결과 Fig. 4의 (a), (b), (c)와 같이 Pb, Sb, Ba의 3가지 원소의 함량 비율은 각 형태별 입자의 원소비율의 차이가 거의 없음을 확인하였다. 각 원소의 비율은 Ba>Pb>Sb 순으로 관찰되는 것을 볼 수 있다.
1. 뇌관화약 발사잔사의 형태는 대부분 10 µm 이하의 작은 구형형태와 10 µm 이상의 구형 혹은 일정한 모양을 갖추지 않은 무정형으로 나타났다.
10 µm이상의 비교적 큰 입자들은 5.56 mm탄을 사용한 K1A, K2에서는 각각 2.82%, 4.42% 발견되었고 9 mm탄을 사용한 K5권총에서는 13.6%발견되어 서로 다른 탄을 사용하는 두 그룹간의 차이를 확인할 수 있었다.
2. 손등, 손바닥에서 발견되는 각 총기별 3 comp의 입자수는 K1A에서는 평균 15개, K2는 평균 9개, K5에서는 평균 94개로 K5 권총에서 약 6~10배 많은 입자수가 확인되었다.
3. 뇌관화약잔사의 각 입자들은 대부분 Ba>Pb>Sb의 함량비율을 갖고 있었지만 Sb원소의 비율과 Ba원소 비율이 전도되는 즉 Sb>Pb>Ba 혹은 Pb>Sb>Ba 등의 함량비율을 가진 입자들이 발견되었다.
4. 위의 결론과 같이 서로 다른 탄을 사용하는 두 그룹간의 차이는 입자크기, 입자수, 입자의 3 comp. 함량 비율에서 확연히 구분되어짐을 알 수 있었다.
뇌관화약잔사의 각 입자들은 대부분 Ba>Pb>Sb의 함량비율을 갖고 있었지만 Sb원소의 비율과 Ba원소 비율이 전도되는 즉 Sb>Pb>Ba 혹은 Pb>Sb>Ba 등의 함량비율을 가진 입자들이 발견되었다. 각 총기별로 K1A, K2는 14%, 4.2%, K5는 33%의 입자들에서 Sb원소가 Ba원소를 전도하는 것을 확인하였다.
후속연구
하지만 뇌관화약 발사잔사의 경우 소실의 가능성이 많아 채취시간에 제약을 받는다. 발사자의 확인을 위해서는 지문 현출 및 DNA분석, 탄피외관의 흔적 등 다각적인 연구방법을 통해 이를 개선할 방법이 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
뇌관화약발사잔사는 어떻게 쓰이는가?
뇌관화약발사잔사는 Lead styphnate (lead 2,4,6- trinitroresorcinate)가 노리쇠 격침 시 개시제로 쓰인다. 이후 Barium nitrate가 산화제로써 작용하여 뇌관화약의 연료로 쓰이는 Antimony sulfide에 산소를 공급하여 순간적으로 높은 비율로 연소하여 추진체 화약을 점화시킨다.
총기사고에서 범인을 검거할 가장 중요한 증거물은 무엇인가?
총기사고가 발생한 사고현장에서 범인을 검거할 수 있는 가장 중요한 증거물 중 하나는 뇌관화약잔사를 분석하여 입자의 형태 및 성분 함량비율을 관찰하여 발사자를 식별하는 것이다.1
뇌관화약잔사 분석에서 매우 중요한 것은 무엇인가?
이후 Barium nitrate가 산화제로써 작용하여 뇌관화약의 연료로 쓰이는 Antimony sulfide에 산소를 공급하여 순간적으로 높은 비율로 연소하여 추진체 화약을 점화시킨다. 이 외에 민감제(sensitizer), 마찰제(frictionator)와 기타 유기물이 첨가되는데 위의 세 가지 주요 화합물이 많은 부분을 차지하여 lead (Pb), barium (Ba), antimony (Sb) 세 가지 원소분석이 뇌관화약 잔사분석에서 매우 중요하다. 하지만 단일 원소의 경우에 Pb는 배관물질, 배터리, 금속종류, 토양, 유리 등에서 확인 되고, Sb는 여러 가지 합금, 때로는 Pb를 함유한 합금에서 확인되며, 이들의 산화물은 면 솜이나 혼합섬유에서 연소지연제로써 사용되어진다.
참고문헌 (20)
국립과학수사 연구소, 과학수사 실무, 496(2005).
D. G. Havekost, C. A. Peters and R. D. Koons, J. Forensic Sci., 35, 1096-1114(1990).
Ludwig Niewoehner, Jan Andrasko, Jan Biegstraaten, Lawrence Gunaratnam, Sylvia Steffen, Steffen Uhlig and Sabine Antoni, J. Forensic Sciences, 53(1), 162-167(2008).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.