Achtergrond

Isotopen maken de bom

Arjen Dijkgraaf | donderdag 3 december 2020

Kan een illegaal explosief zijn gemaakt van een bepaalde partij in beslag genomen grondstoffen? Met massaspectrometrie probeert Karlijn Bezemer dat te achterhalen.

Karlijn Bezemer heeft een chronisch gebrek aan samples, en dat is maar goed ook. Ze onderzoekt namelijk of fysisch-chemische kenmerken van explosieven voor terreuraanslagen of plofkraken informatie kunnen geven over de bommenmakers. Aan de Universiteit van Amsterdam promoveerde ze onlangs op drie variaties op dat thema. Zo ontwikkelde ze een methode om zwaar knalvuurwerk (flash bangers) te identificeren aan de hand van de plastic doppen, die de knal vaak overleven. Daarnaast boekte ze succes met het differentiëren van verschillende batches van de explosieven triacetontriperoxide (TATP) en erythritoltetranitraat (ETN) met behulp van isotopenanalyse.

Die invalshoek levert volgens Bezemer, werkzaam bij het Nederlands Forensisch Instituut, meer op dan klassieke chromatografische en massaspectrometrische analyses. Daarmee kun je batches van eenzelfde explosief, met dezelfde chemische eigenschappen, eigenlijk alleen van elkaar onderscheiden wanneer ze telkens andere, typerende verontreinigingen bevatten. Maar TATP maak je uit aceton en waterstofperoxide, ETN uit salpeterzuur en de zoetstof erythritol. Allemaal stoffen die worden verkocht in zeer zuivere vorm.

‘In de loop der tijd ontstaan regionale verschillen in isotopenratio’s’

Vandaar dat Bezemer kijkt naar de verhoudingen tussen stabiele waterstof-, koolstof- , zuurstof- en stikstofisotopen. ‘Door natuurlijke chemische en fysische processen ontstaan in de loop der tijden regionale verschillen in die isotopenratio’s’, legt ze uit. ‘Dit zie je terug in de grondstoffen van verschillende leveranciers en locaties. Maar ook de synthesecondities tijdens de productie van explosieven zijn van invloed op de definitieve isotopensamenstelling, bijvoorbeeld doordat koolstof-12 net iets reactiever is dan de zwaardere isotoop koolstof-13.’

Ze meet die verschillen met isotope-ratio mass spectrometry (IRMS), een zeer gevoelige techniek die al langer in gebruik is binnen de aardwetenschappen en ook binnen het forensische domein steeds meer voet aan de grond krijgt. IRMS werkt bij temperaturen die zo hoog zijn dat organische stoffen worden omgezet in pure gassen ­zoals CO2, CO, N2 en H2. In het detectiegedeelte van de MS belanden die in zogenoemde Faraday cups die elk één isotoop vangen.

Transatlantisch

Om vergelijkingsmateriaal te vergaren, synthetiseerde Bezemer in samenwerking met het Nederlandse onderzoeksinstituut TNO enkele tientallen TATP- en ETN-­samples, in kleine hoeveelheden en onder veilige omstandigheden. Daarbij varieerde ze telkens de grondstoffen en de synthesecondities. Voor de ETN-studie werkte ze samen met de University of Rhode Island. Niet alleen omdat in de VS andere grondstoffen beschikbaar zijn, maar ook om resultaten uit twee onafhankelijke labs te kunnen vergelijken: ‘Je kunt wel denken dat je alle mogelijke synthesevariaties hebt meegenomen maar uiteindelijk doe je alles wel in je eigen lab’, legt Bezemer uit. ‘Dat geeft soms een bias.’

De extra meetwaarden, die voortkwamen uit de samenwerking, gaven tevens meer inzicht in de forensische waarde. Een match in isotopenratio’s vormt nooit een keihard bewijs dat in een TATP-sample een bepaalde partij aceton is verwerkt. Maar sommige ratio’s zijn zeldzamer dan andere. En als de kans op een match 1 op 20.000 is, heeft een verdachte meer uit te leggen dan bij 1 op 10.

KVCV

Lid worden van de KVCV? Ontdek de voordelen!

Logo KVCV

KVCV Facebook

De KVCV is ook op Facebook te vinden:

facebook

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Mens & Molecule.

Meld je nu aan!