ADLİ BİLİMLER AÇISINDAN ATIŞ ARTIKLARI ANALİZ TEKNİKLERİ VE KRİMİNAL UYGULAMALARI. İlker KARA DOKTORA TEZİ FİZİK ANABİLİM DALI

Transkript

1

2 ADLİ BİLİMLER AÇISINDAN ATIŞ ARTIKLARI ANALİZ TEKNİKLERİ VE KRİMİNAL UYGULAMALARI İlker KARA DOKTORA TEZİ FİZİK ANABİLİM DALI GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ARALIK 2014

3 İlker KARA tarafından hazırlanan ADLİ BİLİMLER AÇISINDAN ATIŞ ARTIKLARI ANALİZ TEKNİKLERİ ve KRİMİNAL UYGULAMALARI adlı tez çalışması aşağıdaki jüri tarafından OY BİRLİĞİ ile Gazi Üniversitesi Fizik Anabilim Dalında DOKTORA TEZİ olarak kabul edilmiştir. Danışman: Prof. Dr. Mehmet KASAP Yoğun Madde Fiziği Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum... Başkan: Prof. Dr. Süleyman ÖZÇELİK Yoğun Madde Fiziği Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum... Üye : Prof. Dr. Ş.Bora ALKAN Genel Fizik Anabilim Dalı, Ankara Üniversitesi Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum... Üye : Prof.. Dr. Bülent KUTLU Genel Fizik Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum... Üye : Prof. Dr. Aytunç ATEŞ Malzeme Mühendisliği(Fizik) Anabilim Dalı, Yıldırım Beyazıt Üniversitesi Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum... Tez Savunma Tarihi: 24/11/2014 Jüri tarafından kabul edilen bu tezin Doktora Tezi olması için gerekli şartları yerine getirdiğini onaylıyorum... Prof. Dr. Şeref SAĞIROĞLU Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

4 ETİK BEYAN Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tez Yazım Kurallarına uygun olarak hazırladığım bu tez çalışmasında; Tez içinde sunduğum verileri, bilgileri ve dokümanları akademik ve etik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi, Tüm bilgi, belge, değerlendirme ve sonuçları bilimsel etik ve ahlak kurallarına uygun olarak sunduğumu, Tez çalışmasında yararlandığım eserlerin tümüne uygun atıfta bulunarak kaynak gösterdiğimi, Kullanılan verilerde herhangi bir değişiklik yapmadığımı, Bu tezde sunduğum çalışmanın özgün olduğunu, bildirir, aksi bir durumda aleyhime doğabilecek tüm hak kayıplarını kabullendiğimi beyan ederim. İlker KARA 24/12/2014

5

6 iv ADLİ BİLİMLER AÇISINDAN ATIŞ ARTIKLARI ANALİZ TEKNİKLERİ VE KRİMİNAL UYGULAMALARI (Doktora Tezi) İlker KARA GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Aralık 2014 ÖZET Bu çalışmada, sekiz farklı mühimmat türlerinden elde edilen atış artıklarının kimyasal özelikleri ve morfolojik yapıları; Taramalı Elektron Mikroskop/Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (SEM/EDS), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Elektrotermal Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi (ETAAS) ölçüm teknikleri kullanılarak incelendi. Atış artıkların morfolojik yapısı, yapıyı oluşturan kimyasal elementlerin yoğunlukların önemli oranda bağlı oldu görüldü. Kimyasal elementlerin yoğunluklarına bağlı olarak morfolojik yapıların oluşumunu açıklayan bir model önerildi. Atış artıkları, morfolojik yapıları göre yedi farklı gruptan oluştuğu tespit edildi. Parametrik olmayan istatistik metotlarından Wilcoxon sıralama testi, R-Spearman ve τ-kendall korelasyonu katsayıları kullanılarak tüm gruplar için dağılım yüzdeleri hesaplandı. Tespit edilen yedi farklı grubun morfolojik yapıları, x-ışınları haritalandırma tekniği ile kimyasal element analiz ve AFM metodu ile çapraz kesit yöntemi kullanılarak detaylı olarak incelendi. ETAAS yöntem ile incelenen mühimmat türlerine göre atış sonrası namlu içinde kalan kalıntıların nitel analizi yapılarak fişek sayısına bağlı olarak atış sayısının tespit edilebileceği bir yöntem önerildi. Önerilen yöntemin sahada kullanılabilir olduğu gösterildi. Bilim Kodu : Anahtar Kelimeler : Atış artıkları, Taramalı elektron mikroskobu enerji dağılımlı x-ışınları analizi (SEM/EDS), Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), Elektrotermal Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi (ETAAS). Sayfa Adedi : 67 Danışman : Prof. Dr. Mehmet KASAP

7 v FORENSIC SCIENCES IN TERMS OF SHOT RESIDUE ANALYSIS TECHNIQUES AND FORENSIC APPLICATIONS (Ph. D. Thesis) İlker KARA GAZİ UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES December 2014 ABSTRACT In this study, chemical properties and the morphological structures of eight different ammunition are investigated with the help of Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM/EDS), Atomic Force Microscopy (AFM) and Electrothermal Atomic Absorption Spectroscopy (ETAAS) measurement techniques. Morphological structure of gunshot residues are found to be highly related to concentration of the chemical elements. A model about the formation of the morphological structures is proposed with the help of the dependence of concentration of chemical elements. Seven different gunshot residue types are found. For all types, distribution percentages are calculated with using non-parametric statistical methods Wilcoxon rank sum test, R- Spearman and τ-kendall correlation coefficient. For all seven known types, morphological structures are investigated in details using x-ray mapping technique with chemical element analysis, and cross-section with AFM method. A method was proposed for determination number of shooting with the qualitative analysis of the remaining residue in the barrel for different types of ammunition with ETAAS method. The proposed method was shown to be available in the field. Science Code : Key Words Page Number : 67 Supervisor : Gunshot residue, Scanning electron microscope energy dispersive x-ray analysis (SEM/EDS), Atomic force microscopy (AFM), Graphite furnace atomic absorption (ETAAS). : Prof. Dr. Mehmet KASAP

8 vi TEŞEKKÜR Tez çalışmalarım süresince değerli yardımlarını eksik etmeyerek, çalışmalarımın her safhasında engin bilgileriyle beni yönlendiren, her konuda ilgi ve desteğini eksik etmeyen çok değerli danışman hocam Sayın Prof. Dr. Mehmet KASAP a teşekkürlerimi sunarım. Bir takım ruhuyla çalışmalarımızı yürüttüğümüz, her konuda desteğini esirgemeyen hocam Sayın Doç. Dr. Sefer Bora LİŞESİVDİN e teşekkür ederim. Her konuda sabırla yardımcı olan hocam Sayın Doç. Dr. Özcan YALÇINKAYA ya sonsuz şükranlarımı sunarım. Hayatım boyunca maddi ve manevi desteklerini, dualarını eksik etmeyen yaşamımda başardığım her şeyi borçlu olduğum muhterem anneme, babama ve kıymetli kardeşlerime sonsuz şükranlarımı sunarım.

9 vii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET... ABSTRACT... TEŞEKKÜR... İÇİNDEKİLER... ŞEKİLLERİN LİSTESİ... RESİMLERİN LİSTESİ... SİMGELER VE KISALTMALAR... iv v vi vii x xii xiii 1. GİRİŞ TEORİK BİLGİLER Ateşli silah özellikleri Barut Mermi çekirdeği Ateşli silah atış artıklarının temel özellikleri Atış artıklarının oluşumu Atış artıklarının incelemesi Niçin antimon? Atış artıklarını toplama metotları Parafin ile çekme Polivinil alkol ile çekme Swap alma Çözeltiye daldırma Yapışkan yüzey üzerine transfer etme Çelik disk ile toplama... 8

10 viii Sayfa 3. DENEYSEL YÖNTEM Atış artıklarının analitik cihazlarla belirlenmesi SEM/EDS yöntemi SEM analiz sisteminin çalışma prensibi X-ışını yayılımı X-ışını spektroskopisi EDS yöntemi Numunenin hazırlanması Atış artıkları SEM analizi X-ışınları haritalandırma yöntemi İstatistik analiz Wilcoxon sıra katsayı ilişkisi R-Spearman sıra katsayı ilişkisi τ-kendall sıra katsayı ilişkisi Atomik kuvvet mikroskobu Atış artıklarının AFM analizi Atomik absorpsiyon spektroskopisi yöntemi Elektrotermal atomlaştırıcılar Kalibrasyon yöntemi Standart ekleme yöntemi AAS yöntemi ile nicel tayin Atış artıklarının ETAAS yöntemi ile analizi DENEYSEL SONUÇLAR Giriş... 31

11 ix Sayfa 4.2. Morfolojik yapıların karakteristikleri R-Spearman sıralama korelasyon katsayısı incelemeleri τ-kendall sıralama korelasyon katsayısı incelemeleri AFM analiz bulguları ETAAS analiz bulguları SONUÇLAR ve ÖNERİLER Sonuçlar Öneriler KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ... 67

12 xiii ŞEKİLLERİN LİSTESİ Şekil Sayfa Şekil 2.1. Fişeğin yapısı Şekil 3.1. Elektron demetinin örnek ile etkileşimi sonucunda oluşan sinyaller ve bu sinyallerden elde edilen bilgiler Şekil 3.2. SEM analiz sisteminin şematik gösterimi Şekil 3.3. Kα, Kβ ve Lα X-ışını oluşumu Şekil 3.4. AFM nin çalışma prensibi Şekil 3.5. Uç-numune arasındaki van der Waals kuvvetinin mesafe ile değişimi Şekil 3.6. Atomik absorpsiyon spektrometresinin şematik gösterilişi Şekil 3.7. Grafit fırınlı atomlaştırıcının şematik görünüşü Şekil 3.8. Standart ekleme kalibrasyon grafiği örneği Şekil yılları arasında Ankara Kriminal Polis Laboratuarında suç konusu olaylarda kullanılan ateşli silahların kalibre istatistiği Şekil 4.2. Atış artıklarının morfolojik oluşum mekanizması.(a) eliptik yapı, (b) birbirine bağlı iki küre, (c)oluşan düzenli iki küre Şekil 4.3. Atış artıklarının morfolojik yapıların EDS analizi Şekil 4.4. Pürüzlü yüzeye sahip küresel atış artığı parçacığı Şekil 4.5. Düzenli morfolojik yapıya sahip küresel atış artığı parçacığının elementel dağılımı.(a) Ba, (b) Sb ve (c) Pb elementi için tek eminsiyon (d) üç elementin bir aradaki haritalandırması (e) x-ışını Spektrumu Şekil 4.6. Pürüzlü yüzeye sahip birbirine bağlı iki küresel atış artığı parçacığı Şekil 4.7. Düzenli morfolojik yapıya sahip birbirine bir köprü ile bağlı küresel Atış artığı parçacığının elementel dağılımı. (a) Ba, (b) Sb ve (c) Pb elementi için tek eminsiyon (d) üç elementin bir aradaki haritalandırması (e) x-ışını Spektrumu Şekil 4.8. Pürüzlü yüzeye sahip birbirine eliptik atış artığı parçacığı Şekil 4.9.Düzenli morfolojik yapıya sahip eliptik atış artığı parçacığının elementel Dağılını. (a) Ba, (b) Sb ve (c) Pb elementi için tek eminsiyon (d) üç elementin bir aradaki haritalandırması (e) x-ışını Spektrumu

13 xi Şekil Sayfa Şekil Diğer tipteki atış artıkları. (a) delikli, (b) düzensiz, (c) süngersi and (d) Yarım küre Şekil G örneği için elde edilen partiküllerin boyut, sayı ve morfolojik sınıflarına göre dağılımı Şekil (a) Atış artığı yapısının 10 x10µm lik AFM görüntüsü, (b) ara kesit grafiği Şekil (a) Atış artığı yapısının 10 x10µm lik AFM 3d görüntüsü Şekil Atış sayısına göre namlu içinde biriken(a) MKE, (b) Geco ve (c) S&B marka fişekler için Sb miktarını göstermektedir Şekil Atış sayısına göre namlu içinde biriken(a) MKE, (b) Geco ve (c) S&B marka fişekler için Ba miktarını göstermektedir Şekil Atış sayısına göre namlu içinde biriken(a) MKE, (b) Geco ve (c) S&B marka fişekler için Pb miktarını göstermektedir

14 xiii RESİMLERİN LİSTESİ Resim Sayfa Resim 3.1. Omicron VT-STM/AFM cihazı Resim 3.2. Omicron VT-STM/AFM cihazında tarama yapıldığı bölge Resim 3.3. AA240FS Atomik Absorbsiyon cihazı... 29

15

16 xiii SİMGELER VE KISALTMALAR Bu çalışmada kullanılmış simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aşağıda sunulmuştur. Simgeler Açıklama A A o Ce ev N Alan Angstrom Denge derişimi Elektron volt Ölçüm sayısı Kısaltmalar Açıklama A Absorbans AAS Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi AC Alternatif Akım AFM Atomik Kuvvet Mikroskobu AFS Atomik Floresans Spektroskopisi BEI Geri Saçılmış Elektron Görüntüsü BSE Geri Saçılmış Elektron DC Doğru Akım EDS Enerji Dağılımlı X-Işınları Spektrometresi ETAAS Elektrotermal Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi FAAS Alevli Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi GC Gaz Kromotografi GSR Atış artıkları LC Sıvı Kromotografi MBE Moleküler Demet Epitaksi NAA Nötron Aktivasyon Analizi ppm Milyonda bir kısım derişim (mg L -1 ) PVA Polivinil alkol

17 xiv Kısaltmalar Açıklama SEI SPE STM SEM UHV İkincil Elektron Görüntüsü Katı Faz Özütleme Taramalı Tünelleme Mikroskobu Taramalı Elektron Mikroskobu Ultra Yüksek Vakum

18

19 1 1. GİRİŞ Adli incelemelerde suç ve suçlunun kesin olarak belirlenmesi; fiziksel delillerin doğru seçilmiş bilimsel ve teknik yöntemlerle doğru değerlendirilmesi gerekir. Adli delil incelemelerinde; deliler ilk olarak tanımlanır daha sonra fiziksel ve kimyasal özelliklerinden yararlanılarak sınıflandırma yapılır. Analiz edilecek materyalin morfolojisi ve elementel bileşimin bilinmesi delilleri tanımlayabilmek için gereklidir. Taramalı Elektron Mikroskoplu Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi (SEM/EDS), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Elektrotermal Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi (ETAAS) yöntemleri ateşli silah delillerin tanımlanması ve sınıflandırılmasında en etkili yöntemlerdir [1-7]. SEM/EDS yöntemi; delillere zarar vermeden aynı anda delilin morfolojisi, elementel bileşimi hakkında bilgi verirken, sahip olduğu haritalandırma yöntemiyle de yapıyı oluşturan elementlerin yapıdaki dağılımlarını tespitine olanak sağlar [7-12]. AFM yöntemi ile delilin morfolojik yapısı ve yüzeyi hakkında yüksek çözünürlükte inceleme olanağı sağlayan güncel ve önemli bir yöntemdir [8]. ETAAS yöntemi ile incelenen delilin elementel bileşimi belirlenmesi ve miktar analizi yapılmasını sağlar [13-15]. Ancak bu yöntemin en büyük dezavantajı, incelenen delilin yapıyı oluşturan elementel bileşimi için aynı anda analiz edilememesidir. İncelenen her elementler için ayrı ayrı analiz edilmesi gerektirmektedir [16-20]. Ateşli silah ile ateş edildiğinde gaz ve metal parçacıklar silahtan etrafa yayılır, yanmamış ve kısmen yanmış barut artıkları genel olarak antimon, baryum ve kurşun gibi parçacıkları oluşturduğu bu toz bulutuna ateşli silah atış artıkları denir [5-7]. Oluşan gaz basıncı ve yüksek sıcaklık etkisiyle ile antimon, baryum ve kurşun elementleri ve oksitleri ya da bu elementlerin oksit karışımları 100 mikrondan daha büyük çapa ulaşabilen, genellikle küresel yapıda, doku ile hiçbir kimyasal etkileşime girmeyen özel morfolojik yapılar oluştururlar [3]. Günümüze kadar atış artıklarının fiziksel ve kimyasal yapıları incelenmiş kimyasal bileşimler açısından sınıflandırılmışlardır [8, 21-24]. Bu çalışmanın ilk bölümünde, SEM/EDS yöntemi kullanılarak seçilen orijinal sekiz farklı mühimmat markasından elde edilen atış artıkları incelendi. İncelenen mühimmat türlerinden elde edilen atış artıklarının kimyasal bileşenleri analiz edilerek morfolojik yapıları bakımından yedi farklı gruptan oluştuğu tespit edildi. Her bir grup için oluşum yüzdeleri parametrik olmayan istatistik metotlarından Wilcoxon sıralama testi, R-

20 2 Spearman ve τ-kendall korelasyonu kullanılarak kıyaslandı. İncelenen örneklerden Makine Kimya Endüstrisi (MKE) marka fişekler; SEM/EDS yöntemi ve Haritalandırma yöntemi ile tanımlanarak AFM çapraz kesit yöntemi kullanılarak morfolojik özellikleri detaylı olarak araştırıldı. Atış artıklarının morfolojik yapısı genel olarak küresel olmakla beraber oluşan yapılar birleşerek daha büyük yapılar meydana getirebileceğini ve yapıların oluşum mekanizmasını yapıyı oluşturan kimyasal elementel bileşimlerin yoğunluk dağılımına bağlı olarak açıklanabileceği bir model önerildi. Bu mekanizmaya göre morfolojik yapıyı oluşturan kimyasal element yoğunluğuna bağlı olarak küresel yapıdan uzaklaşmaktadır. Ateşli silah ile işlenen suçlarda ateş eden kişinin kimliğini tespiti ve olayın oluş şeklinin (intihar, cinayet, kaza) ortaya çıkartılmasında çok önemlidir [7-12]. Ateşli silahla kaç defa ateş edildiği tespitinin günümüzde geçerli bir metodu bulunmamaktadır. Çalışmanın son bölümü, ateşli silah ile atış sayısının tespit edilebilmesine yönelik incelemeye ayrıldı. Atış sonrası silah namlusu içinde biriken kalıntıların nitel analizi yapılarak, atışta kullanılan fişek sayısına göre namlu içinde biriken atış artığı miktarı arasında ilişki araştırıldı. Bunun için, ETAAS yöntem ile farklı marka mühimmatlar kullanılarak, atış sayısına bağlı olarak namlu içi biriken atış artığı miktarı incelendi. Mühimmatların kapsül kısmında başlatıcı patlayıcıların gelen; kurşun (Pb), baryum (Ba) ve antimon (Sb) elementleri için nitel elementel analiz yapıldı. İncelenen yönteminin tekrarlanabilir olabilmesi için her atış için on kez deneme atışı yapılarak; atış aralığı detaylı incelendi. Atış sayısına bağlı olarak namlu içinde biriken Sb, Ba ve Pb element miktarlarının 10. atışa kadar genel olarak lineer bir atış gösterdi. 10. atıştan sonra namluda biriken atış artıkları miktarı sabitleme eğiliminde olduğu görüldü. Bu nedenle incelemelerde lineer bölge olan atışa kadar olan bölüm değerlendirildi. Sonuç olarak, önerilen bu metot incelenen şartlar altında sahada kullanılabilir olmakla beraber, atış sayısına göre namluda biriken atış artığı miktarları arasında ilişki olduğu ve bu yöntem kullanılarak olayın oluş şeklinin değerlendirilmesi yapılabileceği gösterildi.

21 3 2. TEORİK BİLGİLER 2.1. Ateşli silah özellikleri Silah; uzaktan ya da yakından, canlıları öldürebilen, yaralayan, etkisiz bırakan, cansızları parçalayan, yok eden araç ve aletlerin genel isimlendirmesidir [1]. Ateşli silahlar; fişek adı verilen özel bir şekle ve yapıya sahip olan maddeleri kovan içerisinde bulunan, barutun yanması sonucu oluşan, barut gazının basıncıyla ileri doğru namlu içerisinden geçerek fırlatan silahlar olarak tanımlanmaktadır. Şekil 2.1. Fişeğin Yapısı. Fişek kapsülü içerisinde bulunan üç ana bileşen, ateşleme için önemli rol oynamaktadır. Başlatıcı olarak kurşun stifinat, keskin vuruş ve darbe tetiklemesi ile ateşleme iğnesinin fişek kapsülü ile teması ile ateşlemeyi sağlamaktadır. Oksitleyici madde olarak baryum nitrat, yakıtın yanması için gerekli oksijeni sağlamaktadır. Yakıt olarak kullanılan antimon sülfür, yüksek yanma hızına sahip olması nedeniyle, alev kanallarından geçerek mermi çekirdeğini fırlatan barutu ateşlemektedir.

22 Barut Barut, yanarak mermi çekirdeğinin namlu içerisinde itilmesini, otomatik silahlarda ise ilave olarak silahların çalışmasını sağlayan basıncı oluşturan, kovan içerisine yerleştirilmiş patlayıcı maddelerdir. Çok kısa zamanda yanarak çok büyük basınçlı bir gaza dönüşür. Barutun, kara barut ve dumansız barut olmak üzere iki farklı türü bulunmaktadır. Günümüzde kara barut pek tercih edilmemekle beraber genellikle avcılıkta ve elle doldurulan fişeklerde kullanılmaktadır. Barutun karışımında, %70-80 potasyum nitrat, %12-20 odun kömürü, %3-14 de kükürt vardır. Bu karışımdaki potasyum nitrat, kömürle kükürdün yanması için gerekli olan oksijeni verir; kükürt de, barutun kolayca tutuşmasını sağlar ve yakılınca çok miktarda gaz çıkartır. Barutu meydana getiren maddelerden kömürün yanmasıyla, karbon dioksit (CO2), kükürdün yanmasıyla da, kükürt dioksit (SO2) gazları oluşur. Geriye, potasyum sülfat, potasyum karbonat, potasyum sülfür kalır ki, bunlarda yüksek bir basınç meydana getirir. Bu basınç da, ateşli silahlarda, merminin ileriye fırlatılmasını sağlar. Modern dumansız sevk maddeleri ana oksitlendirici madde olarak nitroselüloz içerir. Sadece nitroselüloz içeren tek bazlı sevk maddeleri olduğu gibi, buna nitrogliserin de eklenerek iki bazlı, nitroguanidin de eklenerek üç bazlı olanları elde edilebilir. Kimyasal kararlılığı artırmak, işlemi kolaylaştırmak, namlu çıkış alevini azaltmak için kararlılık sağlayıcılar, plastikleştiriciler, kaplayıcılar, yanma düzenleyiciler ve yükselticiler gibi katkı maddeleri eklenebilir [29] Mermi çekirdeği Silahın ateşlenmesi ile birlikte namlu içerisinden geçerek hedefe giden ve hedef üzerinde tahribat yapan kısmıdır (Şekil 2.1). Kullanım amacına uygun olarak çok çeşitli maddelerden imal edilmektedir. Çoğu zaman mermiler metalden imal edilmektedirler. Son yıllarda lastik veya plastikten de imal edilmeye başlanmışlardır. Silahın ateşlenmesi ile namluyu terk eden mermi çekirdeği de hedefe atış artıklarının taşınmasını sağlayan etkenlerdendir.

23 Ateşli silah atış artıklarının temel özellikleri Atış artıklarının oluşumu Silahın tetiği çekildiğinde zaman, fişek kapsülü üzerine düşen ateşleme iğnesi kapsül içerisindeki patlayıcı maddeyi patlatmaktadır. Oluşan alev yardımı ile fişek kovanında bulunan barut ateşlenmektedir. Hızla yanan barut, kovan içerisinde yüksek ısı ve gaz basıncı oluşturmaktadır. Oluşan bu basınç yardımı ile mermi çekirdeği fırlar ve boş kovan, kovan çıkış deliğinden atılır. Fişek kapsülü içerisinde patlayıcı madde artıkları ile silah çalışma esnasında kovan, kapsül, mermi çekirdeği ve silahın bazı hareketli parçalarından koparak ayrılan metal parçalardan oluşan basınç ile atmosfere yayılarak özellikle atıcının üzerine; özellikle eline, saçlarına ve hedef yüzeye dağılır. Yanmamış veya kısmen yanmış barut artıkları Sb, Ba ve Pb gibi parçacık birleşiminden oluşan ve genel olarak özel bir morfolojiye sahip bu toz bulutuna atış artıkları (GSR) denir [29, ]. Ateşli silahlarda kullanılan fişekler iki tür patlayıcı madde ihtiva ederler. Bunlardan ilki; fişek kapsülü içerisinde bulunan antimonsülfür, baryumnitrat, kurşunsitifnat ve tetrasen gibi kimyasal maddelerden oluşan ve darbeye çok hassas başlatıcı patlayıcı maddeler, ikinci ise kovan içerisinde bulunan genellikle dumansız baruttan(nitroselüloz) oluşan patlayıcı, sevk edici maddedir. Ateşleme iğnesinin çarparak kapsül içerisindeki patlayıcı bileşimini ateşlemesi sonucu, kovan içerisindeki nitroselüloz yanar. Bu patlama sonucunda silahın namlusundan mermi çekirdeğinin yanı sıra alev, is, barut ve metal artıkları da ortaya çıkar. Oluşan gaz basıncı ve yüksek ısı etkisi ile Sb, Ba ve Pb elementleri ve oksitleri ya da bu elementlerin ve oksitlerinin karışımından oluşan, 100 mikron çapa kadar ulaşabilen, genellikle küresel yapıda, doku ile hiçbir kimyasal etkileşmeye girmeyen, parçacık halde özel morfolojik yapılar oluşur. Bu morfolojik yapının literatürde belirleyici özellik taşıdığı ve yalnız atış artıklarına ait olduğu belirtilmektedir [31, 33-35] Atış artıklarının incelenmesi Atış artıkları, silah ateşlendikten sonra silahın atım yatağının etrafında bulunan mekanizmaya ait boşluklardan ve silahın namlusundan çıkan gazlarla birlikte atış yapan

24 6 kişinin ellerine, saçlarına, giysilerine bulaşır. Şüphelinin ellerinden veya giysilerinden swap alma yöntemi ile elde edilen atış artığı bulguları incelenerek; kişinin ateş edip etmediği belirlenebilir [37]. Suç ile ilgisi olmadığını belirten kişinin üzerinde atış artığı tespit edilmesi soruşturmanın seyrini değiştirecektir. Hedef yüzeyler üzerinde atış artığı incelemelerinin yapılması ise yüzeyde bulunan deliğin bir ateşli silaha ait mermi çekirdeği giriş-çıkış deliği olup olmadığı, eğer öyle ise ateş edilen mesafenin tayinini sağlar. Örneğin, ilk bakışta intihar olduğu düşünülen bir olayla ilgili olarak, hedef yüzey üzerinde yapılacak atış artığı incelemesi neticesinde; atış mesafesinin uzak mesafeden yapıldığı veya atış sayısı tespit edilirse olayın intihar olup olmadığı belirlenmiş olacaktır. Ateş eden elin tespitine yönelik olarak yapılan çalışmalarda; ateş eden elden pamuk, yapışkan bant, özel swap alma kiti, vb. malzemeler kullanılarak alınan numuneler farklı yöntemler kullanılarak incelenmiştir [29]. Bu çalışmalardan ilki 1930 lu yılların başında yapılmış olan termal nitrat veya parafin testidir [30]. Ateş eden elin belirlenmesine yönelik olarak kullanılan bu yöntemde atış artıkları el yüzeyinden parafin sürülerek toplanmıştır. Nitrit ve nitratlara sülfürik asit içerisindeki difenilaminin renk reaksiyonu vermesine dayalı olarak yapılan bu test, baruttan gelen nitrat kaynaklarına pozitif sonuç verdiği gibi gübre, idrar, ağır metal oksitleri gibi bileşiklere de yanlış pozitif sonuç verdiğinden geçerliliğini yitirmiştir [29-30]. Nötron Aktivasyon Analizi (NAA) atış artıkları incelemelerinde kullanılan diğer bir yöntemdir. Bu yöntemle; reaktöre konularak radyoaktif hale getirilen maddelerin değişik enerji seviyelerinde sayımları yapılarak içindeki elementlerin yapısı tespit edilir. Bu yöntemle kurşun elementi belirlenemez ve nötron kaynağının insan sağlığı üzerinde olumsuz etkiler yapabileceğinden çok tercih edilmeyen bir yöntemdir [37]. Atış artığı analizlerinde, AAS, Sıvı Kromotografi (LC), Gaz Kromotografi (GC) gibi pek çok yöntem de kullanılmaktadır. SEM/EDS yöntemi ise parçacıkların morfolojik yapılarının ve elementel analizlerinin yapımında kullanılan bir testtir. AAS ise metal artıklarının nitelik ve nicelik tespitinde, duyarlı olması ve kolay analiz imkânı sağladığından son yıllarda yaygın olarak kullanılmaktadır [38-40] Niçin antimon? Ateşli silah ile meydana gelen cinayet, intihar, yaralama ve ateş etme olaylarında şüpheli şahıslardan alınan örneklerden, atış artıkları açısından sadece metal düzeylerinin belirlenmesi yeterli bilgiyi sağlamamaktadır. Çünkü antimon dışındaki elementlerin

25 7 çevreden bulaşma riskinin oldukça yüksek olduğu bilinmektedir. Atış artığı analizlerinde, antimon elementinin incelenmesi; antimon elementinin çevreden bulaşma imkânının çok çok az olmasından kaynaklanmaktadır. Buna rağmen antimon, genellikle kurşunla birlikte olmak üzere çeşitli alaşımlar içinde bulunmaktadır. Antimonun oksitli bileşikleri, pamuk ve polyester karışımlı liflerde yangın geciktirici olarak kullanılmaktadır. Ayrıca oto tamircileri, elektrikçi ve inşaat isçilerinin ellerinde de antimon bulunabileceği literatürde bildirilmektedir [2]. Bu nedenle, atış artığı alınacak kişi ya da kişilerin, meslek ve hobilerinin bilinmesi doğruluk açısından büyük önem taşımaktadır. Ayrıca örnekleme yapılan ortamın etkisinin de dikkate alınması, analiz sonuçlarının doğruluğu ve belirsizliğinin tespitinde önemli olacaktır Atış artıklarını toplama yöntemleri Parafin ile çekme Bu yöntemde bir boya fırçası ile şüpheli ya da şüphelilerin elleri üzerine sıcak balmumu veya parafin eritilerek damlatılır. Parafinin donması beklendikten sonra kalıp halinde çıkarılmaktadır. Kalıbın iç yüzeyine uygulanan, difenilamin testi ile renk değişimi incelenmektedir. Mavi rengin oluşumu nitratların tespiti açısından bir gösterge olarak kabul edilmektedir Polivinil alkol ile çekme Elin, iç ve dış yüzeyine Polivinil Alkol (PVA) maddesi fırça yardımıyla sürülmektedir. Sürme işleminden sonra ellerin üzeri gazlı bez ile kapatılır. İkinci kez PVA sürülmesi gazlı bezin eller üzerine yapışmasını sağlamak içindir. Yaklaşık otuz dakika sürede kuruma özelliği gösteren PVA materyali ellerden dikkatli bir şekilde çıkarılır. PVA materyali üzerine sodyum rodizonat çözeltisi püskürtülerek, oluşan kırmızı renk yardımıyla atış artıklarının varlığı tespit edilmektedir. Atış artıklarının, elden tam olarak toplanması, analiz sonucunda renklenme yardımıyla eller üzerindeki dağılımlarının görülebilmesi gibi nedenlerle avantajlı bir yöntem olacağı söylenebilir. Özellikle bu örnekleme yöntemi ile metal yüzeylerden de (araba kaportası vb.) de atış artıkları toplanabilmektedir.

26 Swap alma Swap alma bir asit çözeltisi ile nemlendirilen pamuklu çubuğu kurutup atış artıkları kaldırana kadar sürterek atış artığı toplama yöntemidir. Nitrik asit (HNO3) yönteminde ellerdeki atış artıkları, %5 lik HNO3 çözeltisi ile nemlendirilen pamuklu çubukla toplanmaktadır. Her bir örnekleme bölgesi için ayrı ayrı swap çubukları kullanılarak alınan örnekler çözelti ortamına alındıktan sonra, ETAAS yöntemi ile analiz edilmektedir. Nitrik asitli yöntemle örnekleme, özellikle kan bulaşmış yüzeylerde etkilidir. Atış artıklarının toplanması için kullanılan teknikler arasında nitrik asit ile swap alma tekniği yer almaktadır. Fakat nitrik asitten kaynaklanan alerjik deri reaksiyonları nedeniyle uygulanabilirliği açısından sorun yaratmaktadır Çözeltiye daldırma Bir diğer örnek alma tekniği de nitrik asit ile swap alma tekniğinin, yine %5 lik HNO3 çözeltisi içeren plastik torba içerisine, atış yapan kişinin elleri daldırarak yıkanması esasına dayanır. Çözeltiye daldırma tekniği ile alınan, 24 saat sonrasında da sonuçların alındığı bilinmektedir Yapışkan yüzey üzerine transfer etme Son yıllarda yaygın olarak kriminal laboratuarlarında kullanılan bir diğer örnekleme tekniği de yapışkan yüzeyli bantlar ile yüzeyden örneklemedir. Atış sonrası kişinin elleri üzerinde örnekleme için uygun olan ilgili bölgeye flaster bantların yapıştırılarak yüzeyden çekilmesi işleminin yapışkanlık etkisi gidene kadar devam edilmesidir. Bu işlem sonrasında eller üzerinden alınan örnekler çözelti ortamına aktarılmaktadır. Bu amaçla yüksek asit derişimine ihtiyaç duyulmaktadır. Çözelti ortamına geçme süresi de örnek hazırlama açısından önemli bir parametredir. Bantlardan gelebilecek kirlilikler analiz sonuçlarının değerlendirilmesinde tekrarlanabilirliği etkileyeceğinden, analiz laboratuarlarına şüpheli numuneyi temsil etmek amacıyla aynı yapışkan banttan numunelerin gönderilmesinin sonuçların doğruluğu ve kesinliği açısından önemli olacağını vurgulamaktadır. Ayrıca bu teknik ile saçtan da atış artığı toplamak mümkündür. Özellikle saçtan numune alınmasına yönelik çift taraflı yapışkan bant tutturulmuş diskler (stap) kullanılmaktadır.

27 Çelik diskle toplama Yapışkan yüzeye transfer etme tekniğinin diskler arasına yerleştirilerek de kullanılan bu teknikle, özel olarak hazırlanan çelik diskler şüpheli sahsın ellerine birçok defa yapıştırılarak toplanır. Elde edilen numuneler katı üzerinden analiz edebilmek için karbon ile kaplanarak SEM yöntemiyle incelenebilmektedir. Bu analiz sonuçları atış artıklarının bölgesel dağılımları hakkında bilgi vermektedir.

28 10

29 11 3. DENEYSEL YÖNTEM 3.1. Atış artıklarının analitik cihazlarla belirlenmesi 3.2. SEM/EDS yöntemi Her malzemenin içinde bulunduğu veya kullanıldığı ortamda çevresi ile temas ettiği yere malzemenin yüzeyi denir. Fizik, kimya, malzeme bilimi gibi birçok alanı olduğu gibi adli bilimlerde de incelenen malzeme yüzeylerinin fiziksel nitelikleri hakkında ayrıntılı bilgi sağlamak büyük önem taşır. İncelenen numunenin kimyasal karakterizasyonu kadar yüzeylerinin topolojisi ve morfolojik yapıları ile yüzeylerin kimyasal yapıları hakkında bilgiler birleştirildiği zaman, kantitatif yapı-aktivite ilişkisinden oluşum mekanizmasına kadar birçok konunun açıklanması mümkün olacaktır. Elektronik ve optik sistemleri birlikte kullanımı ile yüksek büyütmelerde üzerinde analizler yapılabilen görüntülerin elde edildiği cihazlar geliştirilmiştir. Elektro-optik prensipler çerçevesinde tasarlanmış SEM ve AFM bu amaca hizmet eden yüksek ayrıcalıklı cihazlardır SEM analiz sisteminin çalışma prensibi Şekil 3.1 de gösterildiği gibi gelen elektron demetinin incelenen örnek yüzeyi ile yapmış olduğu diğer bir etkileşme ise (yaklaşık 1000 nm derinlik civarında), karakteristik x-ışınlarının çıktığı durumdur (enerjileri kev mertebesindedir). Buna göre örneğe çarpan elektron, örnekteki atomun iç yörüngesinden bir elektron kopmasına sebebiyet verdiğinde, bir üst yörüngedeki elektron bu seviyeye geçer ve geçerken de ortama bir x-ışını yayar, buna da karakteristik x-ışını adı verilir. Bu x-ışını bir detektörle algılanır, ortaya çıkan sinyal yükselticiye, oradan çok kanallı analizöre ve daha sonra da SEM sistemin bilgisayarına gönderilir. Sonuçta ortaya çıkan karakteristik x-ışını (ki bu ışının enerjisi her atoma özeldir), SEM de incelenen malzemenin element bakımından muhtevasının nitel ve nicel olarak tespit edilmesine yardımcı olur [41]. SEM de numune yüzeyi yüksek enerjili bir elektron demeti ile taranırken, numune yüzeyinden çeşitli türlerde sinyaller oluşur. Bunlar geri saçılmış elektronlar, ikincil elektronlar, Auger elektronları, x-ışını floresans fotonları ve değişik enerjili diğer fotonlardır (Şekil 3.1). Numunenin yüzey çalışmalarında en yaygın olarak (I) taramalı

30 12 elektron mikroskobun temelini oluşturan geri saçılmış ve ikincil elektronlar ve (II) elektro mikroprob analizinde kullanılan x-ışınları emülsiyonudur. Şekil 3.1. Elektron demetinin örnek ile etkileşimi sonucunda oluşan sinyaller ve bu sinyallerden elde edilen bilgiler. Numune yüzeyinde oluşan sinyaller, farklı detektörler kullanılarak elektrik sinyallerine dönüştürülür. İncelenen sinyaller, eğer ikincil elektronlarsa ikincil elektron görüntüsü (SEI), geri saçılmış elektronlara (BSE) ayarlanırsa, geri saçılmış elektron görüntüsü (BEI), x-ışını sinyallerine ayarlanırsa x-ışınları görüntüsü elde edilerek yüzey hakkında nitel ve nicel bilgiler elde edilir.

31 13 Şekil 3.2. SEM analiz sisteminin şematik gösterimi X-ışını yayılımı Numune üzerine odaklanan yüksek enerjili elektron demeti, numuneye çaptığında gelen enerjinin bir bölümü numune tarafından yayınlanan x-ışınlarına dönüşür. Oluşan x-ışınları numune yüzeyinden her yöne ve düz bir şekilde hareket ederler. Saçılan x-ışınları iki bileşenden oluşur, bunlar; sürekli x-ışını spektrumu (gelen elektron enerjisine kadar tüm elektron enerjilerini ihtiva eder) ve karakteristik x-ışınları çizgisi spektrumudur. (K, L ve M serisi olarak bilinen). Karakteristik x-ışınları numunenin elementel bileşimlerini tanımlar. Bohr atom modelinde Kα, Kβ x-ışını oluşumu ve Lα x-işını oluşumu Şekil 3.3 de verilmiştir.

32 14 Şekil 3.3. Kα, Kβ ve Lα X-ışını oluşumu. X-ışınları katot ışınlarının, anot elementi atomlarının iç enerji düzeylerindeki elektronları koparmaları ve dış enerji düzeylerindeki elektronların boş düzeylere düşerken arasındaki enerji farkını elektromanyetik ışıma olarak yaymaları ile oluşur. Yayılan fotonlar yüksek enerji, yani yüksek frekanslı ve kısa dalga boylu x-ışınlarıdır X-ışını spektrometresi Elektron mikroskobu ile birlikte kullanılan x-ışınları Spektrometresi, 4Be, 92U, arasındaki elementleri K-L serileri arasında analiz edebilmek için gerekli dalga boyu aralığını kapsar. Hassasiyet sınırı elemente bağlı olarak % 0.001(10 ppm) ile % 0.1 kütle yüzde arasındadır. Elektron mikroskobunda kullanılan x-ışınları spektrometresinde WDS (Dalga Boyu Dağılım Spektrometre) ve EDS yöntemleri olmak üzere, iki yöntem vardır. Her ikisi de aynı amaçla kullanılmakla birlikte karekterislikleri oldukça farklıdır EDS yöntemi Bu yöntem, çıkış sinyal yoğunluğu gelen demetin enerjisi ile orantılı olan tüm detektörlere uygulanabilir (örneğin lityum katkılı silisyum dedektörü gibi). Bu dedektörün çıkış sinyal şiddeti, gelen x-ışının enerjisi ile orantılıdır. Buna uygun olarak, eğer bir puls yükseklik analizörü ile çıkış sinyal yoğunluğu ölçülürse, x-ışını demeti enerjisi belirlenebilir. Dalga boyu λ, frekansı ѵ, Plank sabiti һ ve ışık hızı c ile ifade edildiğinde enerji, denklem (3.1)

33 15 ile ifade edilir: hc E hv. (3.1) Burada; h : Planck sabiti, 6, J s c : Işık hızı, m/s : Absorplanan ışının frekansı, s -1 : Absorplanan ışının dalga boyu, m dir. Buna göre x-ışınlarının enerjisi E nin ölçülmesi, dalga boyu λ nın ölçülmesiyle özdeştir Numune hazırlanması İletken olmayan örneklerin SEM görüntülerini elde etmek için çeşitli teknikler geliştirmiştir. Fakat en çok uygulanan tekniklerde örnek yüzeyini tozlaşma veya vakum buharlaştırma uygulanarak ince bir metalik film tabakasıyla kaplanır. Kaplama işlemlerinde dikkat edilecek nokta, aşırı kalın kaplamanın yüzey ayrıntılarını örteceğidir. Bu nedenle optimum kalınlık seçilmelidir [4]. Yüksek çözünürlüğe sahip numunelerin görüntüsünü elde etmek için, incelenecek numune metal olsa bile yüzeylerine altın kaplama işlemi uygulanabilir [5]. Bu çalışmada incelenen numuneler karbon kaplama yapılarak analiz edildi Atış artıkların SEM analizi Bu tez çalışmasında, yedi farklı orijinal fişek markasından elde edilen atış artıkları incelendi. SEM yöntemi ile elde edilen, inceleme konusu atış artıkları yapılarının görüntüleri ileriki bölümlerde verilecek ve sonuçları irdelenecektir. SEM analizleri; Emniyet Genel Müdürlüğü Ankara Kriminal Polis Laboratuarı Kimya İnceleme Şube Müdürlüğünde kullanılmakta olan JEOL/JSM-6400 Japanyo Jeol yapısına ait olan ve ikincil elektron görüntüleri incelemek içinde INCA energy X-ray spectrometer, Oxford Instruments Ltd Brookford Drive, Houston; kullanıldı. Ayrıca incelenen numuneleri daha iyi yorumlayabilmek için, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Merkez Laboratuarında bulunan FEI-QUANTA 400F SEM yöntemi ve ikincil elektron görüntüleri ile haritalandırma özelliği için HRTEM:JEM 2010 Energy Dispersive X-

34 16 Ray (EDS) marka cihaz ile ortak yürütülen projeler kapsamında yapılan bilimsel ziyaret esnasında yapılmıştır X-ışınları haritalandırma özelliği X-ışınları haritalandırma özelliği, x-ışınları kullanılarak numunede seçilen bir bölgenin kalitatif ve yarı kantitatif element analizleri yapılarak yapıyı oluşturan her element için temsili renklendirme ile kimyasal haritalandırma yapılabilir. Bu teknikle, farklı şekil ve boyutlarda parçacıklar için kimyasal yapı analizi yapılabilir. Bu çalışmada incelenen mühimmatlardan MKE yapımı olan fişeklerden elde edilen atış artığı yapı sınıfları için kullanılmıştır İstatistik analiz İncelenen mühimmat türlerinin atış artığı kimyasal birleşiminlerininde gözlenen farklılıkların değerlendirmek için istatistik analiz yöntemler uygulanmıştır. Her bir mühimmattan elde edilen atış artığı parçacıkları, parametrik olmayan istatistiksel yöntemlerinden Wilcoxon sıralama testi, R-Spearman ve τ-kendall sıralama korelasyon katsayıları ile değerlendirmek amaçlı incelenmiştir [42] Wilcoxon sıralama testi Wilcoxon sıralama testi, sıfır hipotezi H0 durumunda göre örnekler arasında d0 fark olduğunu varsayar. Bu test parametresi olarak, Tcal hesaplanır. Tcal teorik değeri Tr,α, bir daha büyük olduğunda hipotez onaylanmıştır. Tersi durumda, sıfır hipotezi reddedilir. Değer Tcal hesaplanması düzeni şöyledir: örneklerin her bir çifti arasında yüzde olarak fark belirli bir sınıf (d) için parçacıklar bulunur. Her farkı (dikkate işareti almadan) en küçük başlayarak en büyük fark ile biten bir tam sayı sırası (N denilen ) atanır. Eğer (d) değeri iki veya daha fazla eşit değer varsa, sıra sayılarının ortalaması alınarak ikisinde hesaplanan değer atanır. Daha sonra pozitif ve negatif farklar ayrı ayrı toplanır. Hangi sıralamanın toplamları bu değerler dışında küçük (negatif ya da pozitif) Tcal değerini kabul edilir ve Tr,α, bir değerine göre olacak şekilde kıyaslanır.

35 R-Spearman sıra katsayı ilişkili Seçilen mühimmat türlerinde her biri ile ilişkiyi incelenmek için R-Spearman sıra ilişkisi uygulanmıştır. Korelasyon katsayısı, bağımsız değişkenler arasındaki ilişkinin yönü ve büyüklüğünü belirten katsayıdır. Bu katsayı, (-1) ile (+1) arasında bir değer alır. Pozitif değerler direk yönlü doğrusal ilişkiyi; negatif değerler ise ters yönlü bir doğrusal ilişkiyi belirtir. Korelasyon katsayısı 0 ise söz konusu değişkenler arasında doğrusal bir ilişki yoktur. Hipotez örneklerinde A ile H arasında ilişki olduğunu varsayar (H0:R=0). Sıfır hipotezi doğru olduğu zaman ( R<Rr,α). R-Spearman sıra korelasyonu hesaplamak için her mühimmat için elde edilen atış artıklarından her biri için morfolojik sınıf katsayısı, bir tam sayı en düşük sayıdan başlanarak atandı. İki veya daha fazla değerleri aynıysa, bu değerlerin farklı olduğu durumdaki atanacak sıraların ortalama değeri hesaplanarak her birine bu değer atanmıştır. Daha sonra, belirli bir değişken (buradan morfolojik sınıf için örnekler dereceleri arasında bir fark (d) her bir parçacıklar için) hesaplanır. R-Spearman sıra korelasyon katsayısı, kareleri alınmış farkların toplamı formül (1) tanımlayan: 2 d R 1. (3.2) NN 2 ( ) Burada N değişkeni morfolojik grup sayısıdır τ-kendall sıra katsayı ilişkili Yukarıdaki aynı şekilde, τ-kendall katsayısını hesaplamak için, incelenen örnekler karşılıklı olarak değişkenlerin sıralandı ve sonra çiftler en küçük değerden itibaren doğal olarak artacak şekilde sıraya konuldu. Sıralanmış değerlerin ilk büyük değer k1 yer alır daha sonra hesaplanan bundan sonra gelen büyük değer k2 de yer alır. Bu işlemlerin sonucunda S k elde edilir. τ-kendall sıralama korelasyon katsayısı aşağıdaki formül i ile ifade edilebilir:

36 18 2S 1 1 ( ) N( N 1) Tx ( ) N ( N 1) T 2 2 y 1, (3.3) T 1 1 t ( t 1), T 2 x i i i 1 1 t ( t 1) (3.4) 2 y j j i Burada ti, tj örneklerin göre her birinde bağlı grubunda sıra sayılarıdır Atomik kuvvet mikroskobu Taramalı tünelleme mikroskobu (STM) sayesinde çok sayıda iletken malzemenin yüzeyi atomik ölçekte başarılı bir biçimde araştırılır. STM nin başarıları yeni taramalı uç (probe) mikroskoplarının geliştirilmesini sağlamıştır. Bunlardan biri olan AFM, yüzey topografisini angstrom seviyesinden mikrona kadar ölçebilen bir tekniktir. AFM 1986 da Binnig, Quate ve Gerber tarafından icat edilmiştir [69]. Teknik, uç-yüzey arasındaki atomlar arası etkileşmeleri esas alır. Tipik bir AFM nin çalışma prensibi oldukça basittir. Şekil 3.6 de görüldüğü üzere cantilever ın sonuna yerleştirilmiş birkaç mikron uzunluğunda atomik sivrilikte bir uç ile numune yüzeyi taranır. Tarama esnasında uç-yüzey arasındaki atomlar arası kuvvetler ( N) cantilever ın sapmasına sebep olur. Bu sapma bir sensörle ölçülerek numune yüzeyinde taranan alanın yüzey topografisi elde edilir. AFM ile incelenen numunenin yüzey topografisinden büyüme modu, numunenin yüzey pürüzlülüğü, numune yüzeyindeki kusur tipleri ve kusur yoğunluğu hakkında bilgi edinilebilir. Tekniğin en büyük avantajı STM nin aksine incelenecek malzemenin elektriksel iletken olmasını gerektirmemesidir. AFM; benzer amaçlar için kullanılan diğer teknikler (SEM, TEM, STM) gibi vakum gerektirmez, hava ve sıvı içerisinde çalışabilir. Ayrıca kaplama vb. numune hazırlığı gerektirmediğinden yüzeye zarar vermez. Bu nedenle çok yönlü, hızlı ve düşük maliyetli bir tekniktir. AFM nin çözünürlüğü SEM den daha iyidir, uygun şartlar sağlandığında STM ve TEM ile kıyaslanabilir düzeydedir. Görüntü boyutları (tarama alanı ve derinlik), görüntü kalitesinin ucun eğrilik yarıçapıyla sınırlı olması ve piezoelektrik malzemeden etkilenmesi AFM tekniğinin önemli dezavantajlarıdır.

37 19 Şekil 3.4. AFM nin çalışma prensibi [43]. AFM ölçümleri kontak, non-kontak ve yarı-kontak (semicontact or tapping) olmak üzere üç farklı modda gerçekleştirilir. İşlemin modu uç-numune mesafesine göre belirlenir. Bunun için öncelikle uç ve numune yüzeyi arasındaki kuvvetlerin mesafeye bağlı değişiminin verildiği Şekil 3.4 yı göz önüne alalım. Ucun numuneye yaklaştırıldığı ilk durumda uç, numune yüzeyi tarafından zayıf bir biçimde çekilir (eğrinin sağ tarafı). Uçnumune mesafesinin azalmasıyla bu çekim, uç ve numune yüzeylerindeki atomların elektron bulutlarının birbirlerini elektrostatik olarak itmeye başladığı mesafeye kadar artar. Mesafenin biraz daha azalması durumunda itici kuvvet artar ve net kuvvet kimyasal bağ uzunluğu mertebesinde (birkaç A o ) bir mesafede sıfır olur. Bu noktada uç ile numune yüzeyi arasında fiziksel kontak başlar. Bundan sonraki daha yakın mesafelerde ise itici kuvvet baskındır (Bkz. Şekil 3.5 de eğrinin sol tarafı). Kontak modda uç-numune mesafesi birkaç A o mertebesindedir. Bu yüzden uç numune yüzeyi ile hafif fiziksel temas halindedir ve itici kuvvetlere (10-9 N) tabiidir. Bu modda yüzey topografisi, sabit yükseklikte tarama sonucu cantilever sapmasından veya cantilever sapması sabit tutularak yüzey yükseklik değişiminden olmak üzere iki değişik şekilde elde edilebilir. Non-kontak modda ise uç-numune mesafesi yaklaşık A o mertebesindedir. Bu durumda uç zayıf çekici kuvvetlere tabiidir. Bu çekici kuvvet kontak moddaki kuvvetlerden daha zayıftır ve kuvvet mesafe eğrisinden de görüleceği üzere yüzey yükseklik değişimine daha az duyarlıdır. Bu yüzden bu modda yüzey topografisini elde etmek için kontak moddakinden farklı bir mekanizma kullanılır. Cantilever, rezonans

38 20 frekansına yakın bir frekansta titreştirilir. Uç numuneye yaklaştırıldığında frekans veya genlikteki değişimler saptanır. Non-kontak ölçümler dış titreşimlerden, uç ve cantilever kalitesinden çok etkilenir. Yarı-kontak mod non-kontak modun biraz değişik halidir. Bu modda cantilever kendi rezonans frekansında titreştirilir. Uç her bir salınımda numune yüzeyi ile anlık fiziksel temas sağlar. Numuneye yaklaşma durumunda salınımın şiddetinde meydana gelen değişim esas alınır. Ancak bu modda kuvvetler non-kontak moddakinden daha yüksek olduğundan ölçüm ucun kalitesine veya dış titreşimlere karşı duyarsızdır. Şekil 3.5. Uç-numune arasındaki van der Waals kuvvetinin mesafe ile değişimi. AFM tekniği ile, a. Yüzey topografisi: yüzeyin görünümü, yüzeyde bulunan moleküller arsındaki ilişkiler b. Yüzey morfolojisi: Maddeyi oluşturan parçacıkların büyüklükleri ve şekli, bu parçacıkların birbiriyle etkileşmeleri c. Yüzey etkileşim özellikleri: Aşınma, korozyon, pürüzlenme, sürtünme, kaplama ve cilalama elektriksek yük, manyetiklik, nanomekanik hakkında bilgi edinilir.

39 Atış artıklarının AFM analizi Bu tez çalışmasında atış artıkları AFM analizi; Gazi Üniversitesi Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi nde bulunan Omicron Variable Temperature AFM/STM sistemi ile alınmıştır. AFM analizine her biri 1x1 cm 2 olan swap numuneler AFM sistemine yüklendi. Kontrol ünitesi Ölçüm Numune giriş Numune Hazırlık Resim 3.1. Omicron VT-STM/AFM cihazı Resim 3.1 de numunelerin yüzey karakterizasyonunda kullanılan Omicron VTSTM/AFM cihazının resmi görülmektedir. Bu cihaz ile hem STM hem de AFM ölçümleri yapılabilmektedir. Cihaz ile AFM ölçümleri yapabilmek için STM ucu yerine tarayıcıya Resim 3.1 te görülen bir needle sensör yerleştirilir. Needle sensörde kuvars malzemenin tepesinde Si uç bulunur. Yukarıda anlatılan non-kontak moda benzeyen needle sensör AFM modda kuvars, yaklaşık 1 MHz lik frekansla ±z yönünde salınım yapması için uyarılır ve rezonans frekansı kaydedilir. Daha sonra uç numune yüzeyine yaklaştırılır ve numune yüzeyi üzerinde bir alan seçilerek tarama başlatılır. Tarama

40 22 esnasında numune yüzeyi ile etkileşme nedeniyle needle sensörün ucuna bir kuvvet uygulanır. Bu kuvvet rezonans frekansına göre titreşimin fazını değiştirir. Faz değişimi uç-yüzey arasındaki etkileşme şiddeti için bir ölçüdür. Bu nedenle z-ayarı için geri besleme sinyali olarak kullanılır. Needle sensör ile 0,05 nm den daha iyi z çözünürlüğü elde edilebilir [42-43]. Resim 3.2. Omicron VT-STM/AFM cihazında taramanın yapıldığı bölge. Sol üst köşede needle sensörün resmi ve Si ucun optik mikroskop altındaki görüntüsü yer almaktadır Atomik absorpsiyon spektrometreleri yöntemi AAS yöntemi, elektromanyetik ışımanın gaz fazındaki serbest atomlar tarafından absorplamasına dayanır. Atomik absorpsiyon spektrometrelerinde, atomlaştırılan tayin elementi üzerine onun absorplayacağı ışın gönderilerek, atomlaştırıcıya gelen ve geçen ışın şiddetlerinin oranı ölçülür. Bu işlemler için kullanılan bütün atomik absorpsiyon

41 spektrometreleri temelde aynı bileşenlere sahiptir. Atomik absorpsiyonun ölçülmesinde kullanılan spektrometreler, esas olarak aşağıdaki bileşenlerden meydana gelir (Şekil 3.6). 23 Atomik absorpsiyon cihazlarının en önemli kısımlarından biri absorplanacak ışınları yayan ışın kaynaklarıdır. Bu kaynaktan atomlaştırıcı ortamına tek dalga boylu ışın gönderilmesine rağmen, atomlaştırıcı ortamından ilâve ışınların yayılması nedeniyle atomlaştırıcıdan yayılan ışınlar çok dalga boyludur. İdeal bir atomlaştırıcının emisyon yapmaması gerekirse de, bunun sağlanması uygulamada pek mümkün değildir. Absorpsiyon ölçmelerinde atomlaştırıcı tarafından yayılan ışınların etkisini gidermek için tek ışın demetli alternatif akımlı sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemlerde; ışın kaynağı ile atomlaştırıcı arasına konan bir ışın kesici, kaynaktan gelen ışınları dedektöre kesikli olarak gönderirken, atomlaştırıcıda oluşan ışınlar dedektöre sürekli ulaşır. Kesikli gelen ışınlar dedektörde bir alternatif akım oluşturur ve elektronik devreler de sadece bu akımı yükseltir. Böylece, ışın kaynağından gelen ışın şiddetinin yanında atomlaştırıcıdan kaynaklanan ışın şiddeti ihmal edilmektedir. Işın kaynaklarından kesikli ışınların gelmesi, kaynağa kesikli akım uygulamakla da sağlanabilir (Şekil 3.6). a) b) Şekil 3.6. Atomik absorpsiyon spektrometresinin şematik gösterilişi.1. Işın kaynağı, 2. Atomlaştırıcı, 3. Monokromator, 4. Dedektör, 5. Ölçme sistemi. (a. Tek ışın yollu, alternatif akımlı, b. Çift ışın yollu, alternatif akımlı cihazlar.) Işın kaynağından gelen ışınların kesikli hale getirilmesi yerine, ışın yoluna yerleştirilen aynalı ışık biçer yardımıyla ışınlar bir kere atomlaştırıcıdan ve bir kere de atomlaştırıcının

42 24 dışından geçirilmek suretiyle de dedektöre ulaştırılabilir. Bu şekilde alternatif akımlı çift ışın yollu cihazlar yapılmaktadır. Her iki ışın şiddeti birbirine eşit olduğunda dedektörde herhangi bir akım meydana gelmemektedir. Absorpsiyon nedeniyle ışın şiddetlerinin oranı değiştiğinde dedektörde bir akım üretilmekte ve bu akım yükseltilerek ölçülmektedir. Bu sistemde çift ışın demeti kullanılması nedeniyle kararlılık tek ışın demetli sistemlere göre daha iyi, fakat ışın demetinin ikiye ayrılması yüzünden yayılan ışın şiddetinin azalması nedeniyle de analitik duyarlık daha düşüktür (Bkz. Şekil 3.10-b) [44] Elektrotermal atomlaştırıcılar Günümüzde en çok kullanılan elektro termal atomlaştırıcılar grafit fırınlardır. Bu fırınlar, genellikle 5 10 mm çapında, mm uzunluğunda ve 1 mm kalınlığında iki ucu açık silindir görünümündedir. Elektrotermal atomlaştırıcılarda atomlaşma bir kaç ön basamaktan sonra gerçekleşir. Birkaç mikrolitre hacmindeki örnek elektrik akımıyla ısıtılan karbon, tantal veya iletken bir yüzey üzerinde düşük sıcaklıkta kurutulur (çözücü buharlaştırılır), sonra sıcaklık yükseltilerek örnek kül edilir. Küllendirmeden sonra mümkün olan en kısa sürede akım artırılarak sıcaklık atomlaşma sıcaklığına yükseltilir ve tayin elementinin serbest atomlarının oluşması sağlanır. Atomlaşma basamağı dışındaki tüm ısıtma basamaklarında grafit tüpün iç ve dış kısmından inert bir gaz geçirilerek tüpün yanması engellenir. Atomlaşma kademesinde inert gazın kesilmesinin sebebi; oluşan serbest atomların ışın yolunda daha uzun süre kalmalarını sağlayarak duyarlığı artırmaktır. Atomlaşma aşamasında dik bir pik şeklinde absorbsiyon sinyali üretilir. Pik yüksekliği veya alanı analizi yapılan elementin miktarı ile doğrudan ilişkilidir. Atomlaşma grafit bir tüp içerisinde meydana gelir. Numune bu grafit tüp içine enjekte edilir. Monokromatörden gelen bir ışık demeti grafit tüp içerisine yönlendirilir ve atomlarına ayrılmış olan element tarafından absorbe edilen ışık miktarı dedektör tarafından ölçülür. Her element için karakteristik olan dalga boyunda absorbe edilen enerjinin miktarı numune içerisindeki elementin derişimi ile orantılıdır.

43 25 Şekil 3.7. Grafit fırınlı atomlaştırıcının şematik görünüş [32]. Grafit fırınlı atomlaştırıcıların, grafit fırının ısıtılması için ayrı bir güç kaynağına ihtiyaç duyulduğundan daha pahalı olmasına rağmen, alevli atomlaştırıcılara göre birçok üstünlükleri bulunmaktadır. Bunlar; Temel halde serbest atomların ışık yolunda alıkonma süresi alevli atomlaştırıcılardaki alıkonma süresinden fazla olduğu için, duyarlık alevli atomlaştırıcılara göre kat daha yüksektir. Dolayısıyla alevli atomlaştırıcılarla μg/ml seviyesinde tayin yapılabilirken elektrotermal atomlaştırıcılarla µg/l seviyesinde tayin yapılabilir. Çok küçük örnek hacimleri tayin için yeterli olmaktadır. Genellikle bir ölçüm için 5-50 L kullanılmaktadır. Vakum UV bölgede spektrum veren elementlerin tayinleri için kısmen uygundur. Argon gazı vakum UV bölgede absorpsiyon yapmazken alev gazları yapar. Yanıcı ve yakıcı kullanılmadığı için tayin elementi üzerine bu gazların bozucu etkisi gözlenmez.

44 26 Grafit fırında elde edilen atomik buhar kimyasal ve ısısal olarak daha iyi kontrol edilebilir. Aleve püskürtülmesi güç olan viskozitesi yüksek sıvıların analizi mümkündür. Toksik maddelerle çalışıldığında, çok az örnek kullanıldığından, daha az toksik buhar oluşur. Grafit fırınlı atomlaştırıcılarda, tekrarlanabilirliği düşük olmasına rağmen, katı numunelerin de doğrudan analizi yapılabilir. Otomatik örnek verme sistemi kullanılması ile sürekli ve kesintisiz analiz yapılabilir. Yanıcı gazlar kullanılmadığı için laboratuar güvenliği bakımından uygundur. Elektrotermal atomlaştırıcının bu üstünlüklerinin yanında aleve göre bazı yetersizlikleri de vardır: Analiz süresi daha uzundur. Tipik bir grafit fırın ısıtma programı kademeli sıcaklık artışları sebebi ile yaklaşık iki dakika sürerken alevde analiz süresi 15 saniyedir. Zemin absorpsiyonu yüksek ve girişim daha çoktur. Kül etme basamağında sıcaklığın yüksekliği sebebiyle tayin elementi kaybı olabilir. Kesinlik zayıftır. Özellikle elle örnek verme durumunda tekrarlanabilirlik iyi değildir. Deneysel koşulların ayarlanması alevli atomlaştırıcılara göre daha zordur Özellikle inert gaz ihtiyacı ve grafit tüp kullanım ömrünün sınırlı olması sebebi ile pahalı bir yöntemdir.

45 Kalibrasyon yöntemi Lambert-Beer yasasına göre absorbans, kuramsal olarak derişimle doğru orantılı olarak değişir. Bu yöntem için, tayin edilecek elementin standart çözeltilerinden belirli derişimlerde en az üç kalibrasyon çözeltisi hazırlanır. Kalibrasyon ve örnek çözeltilerinin absorbansları önceden belirlenen dalga boylarında ölçülür. Kalibrasyon çözeltilerinin derişimlerine karşılık absorbansları grafiğe geçirilir ve elde edilen noktalar birleştirilerek bir doğru çizilir. Bu grafiğe kalibrasyon eğrisi denir. Kalibrasyon eğrisinin doğrusal olduğu aralıktan (doğrusal çalışma aralığı) faydalanılarak, örneğin absorbans değerlerine karşı gelen derişim bulunur. Örnek çözeltilerinin absorbansları bu aralığın dışında ise, seyreltme veya deriştirme yolu ile bu aralığa çekilmelidir. Çok sayıda örnek çözeltisine uygulanabilmesi bu yöntemin üstünlüğüdür Standart ekleme yöntemi Genellikle tayini yapılacak örnek çözeltilerinin karmaşık analiz ortamına sahip olması, kalibrasyon çözeltilerinin ise benzer ortama sahip olmaması veya benzetilememesi kalibrasyon grafiği yöntemi ile tayinler için önemli bir sorundur. Böyle çözeltilerin analizinde ortamdan kaynaklanabilecek olan girişimler nedeniyle doğru sonuçlara ulaşmak oldukça güçtür. Böyle durumlarda standart ekleme yöntemi kullanılarak daha doğru sonuçlara ulaşmak mümkündür. Standart ekleme yönteminde tayini yapılacak örnekten en az üç eşit kısım alınır. Birinci kısma yalnızca çözücü, diğerlerine ise artan miktarlarda tayin edilecek elementin standart çözeltilerinden katılıp her biri çözücü ile eşit hacme tamamlanır. Çözeltilerin absorbansları okunur ve katılan elementin derişime karşı absorbans grafiği çizilir. Elde edilen doğrunun derişim eksenini kestiği noktanın absorbans eksenine olan uzaklığı örnekteki analit derişimine karşılık gelir (Şekil 3.17). Bu yöntem, analiz edilecek örneklerin sayısının fazla olması halinde, kalibrasyon çözeltilerinin hazırlanması için çok fazla zaman gerektirmesi sebebiyle kolay değildir, ancak fiziksel ve bazı kimyasal girişimleri önlediği için daha doğru sonuçlar verir.

46 28 Şekil 3.8. Standart ekleme kalibrasyon grafiği örneği AAS yöntemi ile nicel tayin AAS yöntemi ile metalik özellik gösteren yaklaşık 70 kadar elementin nicel tayinini yapmak mümkündür. Serbest haldeki tüm element atomları, üzerlerine düşen kendilerine özgü dalga boylarındaki ışınları absorbanlar. Spektroskopik tayinlerde elementin bu absorpsiyon dalga boylarından biri kullanılır. Genellikle seçilen dalga boyu, absorpsiyonunun en şiddetli olduğu dalga boyu olup, bu dalga boyu rezonans dalga boyudur. Böylece seçilen dalga boyunda küçük derişimlerde bile absorbans değerleri okunabilir. Tayin ortamında elementin rezonans hattıyla spektral girişim oluşturan element veya moleküller varsa, girişimin olmadığı fakat absorpsiyon şiddetinin derişim tayini için yeterli olabileceği başka bir absorpsiyon hattı seçilir. AAS yönteminde bir elementin nicel tayini, derişimleri bilinen standart çözeltilerin absorbanslarıyla örnek çözeltisinin absorbansı karşılaştırarak yapılır. Katı veya sıvı örnekleri atomlaştırmadan önce, uygun çözeltileri hazırlanır. Örnek çözeltileri hazırlanırken tayin elementinin atomlaşma verimini olumsuz yönde etkilemeyen, girişimlerin olmadığı ve yeterli absorpsiyon şiddetinin alınabileceği ortam şartları ayarlanmalıdır. Örnek ve standartların absorbansları, cihazın bütün parametreleri ayarlandıktan sonra aynı şartlarda ara verilmeden ölçülmelidir.

47 Atış artıklarının ETAAS yöntemi ile analizi Bu tez çalışmasında atış artıkları ETAAS analizi; Gazi Üniversitesi Kimya bölümü Uygulama ve Araştırma Laboratuarında bulunan Perkin Elmer (Palo Alto, CA, USA) AA240FS Atomik Absorbsiyon Spektrometresi kullanıldı. Hedef elementler için; Sb elementi antimon oyuk katot lambası, Pb elementi için (Co-Mo-Pb-Zn) çoklu oyuk katot lambası ve Ba elementi için AA240FS Atomik Absorbsiyon cihazı Atomik Emilsiyon Spektoskobisi (AES) modunda çalıştırılarak belirlendi. Omicron Variable Temperature AFM/STM sistemi ile alınmıştır. AFM analizine her biri 1x1 cm 2 olan swap numuneler AFM sistemine yüklendi. Resim.3.3. AA240FS Atomik absorbsiyon cihazı.

48 30

49 31 4. DENEYSEL SONUÇLAR 4.1. Giriş Atış artıkların içerisinde bulunan organik ve inorganik artıkların büyüklükleri, morfolojileri ve kimyasal yapı karakteristikleri uzun zamandır deneysel olarak araştırılmasına rağmen, özellikle morfolojik yapılarının oluşum mekanizmaları açıklanamamıştır. Atış artıklarının morfolojik yapı karakteristikleri, yüksek büyütme oranına sahip mikroskoplarla ile incelenmiş ama oluşum süreci-mekanizmaları yönelik detaylı çalışma yapılmamıştır. Yüksek büyütme oranına sahip mikroskop kullanılarak atış artıklarının morfolojik grupları, yapıyı oluşturan kimyasal elementel yoğunluklarının karşılaştırmalı ölçümler, atış artıkları morfolojik yapılarının oluşum mekanizmalarının açıklanması hakkında bize önemli ölçüde bilgi sağlar. Orijinal mühimmatlar aynı standartta üretilirken, kullanılan kimyasal malzemelerin farklı tür ve miktarda olması nedeniyle oluşan atış artıkları kimyasal ve morfolojik özellikler farklılıklar içermektedir. Söz konusu mühimmat türlerinin, kimyasal ve morfolojik yapılarının bilinmesi adli incelemeler için büyük önem arz etmektedir. Ayrıca, atış artıklarının nitel analizi incelemeleri vaka değerlendirmelerinde kullanılabilecek bir yöntemdir. Bu yöntemle atış sayısı ile atış artığı miktarı arasında bağlantı kurulabilir. Bu çalışmada, Adli Bilimler açısından atış artıkların kimyasal yapıları, morfolojik yapılarının oluşum mekanizmaları nasıl oluştuğu incelenerek şüpheli tabanca ile yapılan atış sayısının belirlenebilmesi için bir yöntem önerildi. İncelenen mühimmatlardan elde edilen atış artıklarının morfolojik yapıları ve kimyasal özellikleri araştırıldı. Belirlenen yedi farklı grup için x-ışınları haritalandırma metodu kullanılarak kimyasal element analiz yapıldı. Parametrik olmayan istatistik metotlarından Wilcoxon sıralama testi, R-Spearman ve τ-kendall korelasyonu kullanılarak gruplandırıldı. Elde edilen deneysel sonuçlar atış artıklarının morfolojik yapılarının oluşum mekanizmalarını açıklayan bir model önerildi. AFM yöntemi kullanılarak atış artıklarının morfolojik yapıların detaylı incelenerek çapraz kesit yöntemi ile boyutları hesaplandı. Çalışmanın son kısmında atış sayısına bağlı olarak namlu içinde kalan atış artığı miktarın nasıl değiştiği incelemek için ETAAS yöntem kullanılarak nitel elementel analiz yapılarak şüpheli silah ile yapılan atış sayısının tespit edilebilmesi için bir yöntem önerildi.

50 Morfolojik yapıların karakteristikleri Atış artıklarının oluşumunda yapıyı oluşturan elementlerin yoğunluğu arasında bir ilişki varsa, morfolojik yapının oluşması hakkında sonuçlara varmak mümkün olacaktır. Adli tıp uzmanlarına yardımcı olacak bu durum, sadece aynı standartlar ile üretilen orijinal mühimmatların kompozisyonlarının belirlenmesinde geçerlidir. Atış artıklarının morfolojik yapı oluşumu, yapıyı oluşturan kimyasal kompozisyonları, ortam sıcaklığı ve ortamın basıncına bağlıdır. Atış artıklarının morfolojik yapıları genel olarak homojen bir elementel bileşiminin sahip, küçük ve küresel parçacıklardan oluşur [4-7]. Atış artıklarının morfolojik yapısındaki değişmelerin en önemli etkeni yapıyı oluşturan elementlerin yoğunluğudur. Atış artıklarının kimyasal kompozisyonları ve morfolojik yapıları nasıl değiştiği seçilen sekiz farklı orijinal mühimmat için inceledi. Her bir mühimmat için ayrı kişilerden uygun çapta marka tabanca kullanılarak atıcının elindeki (sağ ve sol elinden) aynı bölgeden swap yöntemi ile toplanan atış artıkları SEM/EDS tekniği ile analiz edildi. Örnekler incelenirken sadece fişeğin başlatıcı kısmından gelen kimyasal katkılar dikkate alındı. Çünkü mühimmatların kimyasal karekterislik yapısının oluşmasında en önemli katkı bu kısımdan meydana gelir. İncelenen mühimmat türleri için elde edilen atış artıkları parçacıklar kimyasal kompozisyonları ve morfolojik yapıları arasındaki ilişkiler incelenerek sınıflandırıldı. Her mühimmat türünde tespit edilen atış artıklarını morfolojik sınıflarına göre oluşum sıklığı yüzde olarak ifade edildi. Parametrik olmayan istatistiksel yöntemlerden; Wilcoxon sıralama testi, R-Spearman ve τ-kendall korelasyonu kullanılarak mühimmatlarından elde edilen atış artıkları morfolojik yapılarının oluşma frekansları karşılıklı olarak analiz edildi. Günümüze kadar sistematik olarak atış artıklarının kimyasal kompozisyonlarının ve yüzeysel yapıların sınıflandırılmasına yönelik çeşitli çalışmalar yapılmıştır [50-51]. Bu çalışmalar sonucunda atış artıkları parçacıkları küreseldir ve yüzeysel yapılarına göre; düzenli küreler, yumrulu küreler ve düzensiz küreler olarak sınıflandırılmışlardır [51]. Yumrulu küreler, yüzeyleri düzenli olan küçük kürelerin birleşmesi sonucunda oluşurlar. Düzensiz küreler ise daha büyük yumrular ile düzensiz bir şekil oluşturmaktadır [52].

51 33 Çalışmanın ilk bölümümde; atış artıklarının kimyasal ve morfolojik özellikleri araştırıldı. Bu amaçla Türkiye de suç konusu olaylarda yaygın olarak kullanılan ateşli silah kalibre istatistiği göz önüne alınarak mühimmat belirlenerek (Şekil 4.1) suç konusu olaylarda yaygın olarak kullanılan tabancalar markaları tercih edildi (Çizelge 4.1). Şekil yılları arasında Ankara Kriminal Polis Laboratuarında suç konusu olaylarda kullanılan ateşli silahların kalibre istatistiği. Çizelge 4.1. Farklı mühimmatlardan atış artıkları elde etmek için kullanılan uygun silah listesi. Tabanca Mühimmat GSR sembollerle gösterimi Glock 19 WIN 9 mm A Sig Sauer Pro 226 GLF 9 mm B Beratta S&B 9 mm C Colt GECO 9 mm D S&W WIN 38 SPL E CZ 75 B LIBRA 9 mm F Sarsılmaz Kılınç 2000 Mega MKE 9 mm G Browning 1910 MKE 7.65 mm H Mühimmat: A, E; A.B.D. üretimi, B, D; Almanya üretimi, C; Çek Cumhuriyeti üretimi, E; İtalya üretimi, G, H; Türkiye üretimi.

52 34 Seçilen mühimmatların her biri için 3 defa atış tankına yapılan atış sonucunda oluşan atış artıkları her atıcının sağ-sol el üzerindeki aynı bölgeden çift taraflı yapışkan karbon bant kullanılarak swap alma yöntemi ile toplandı. Atış artığı toplanması üzerinde çift taraflı karbon bant bulunan stubla ellerin her ikisine aynı bölgelerine başparmak ve işaret parmağı dâhil olmak üzere el derisine 100 kez yapıştırıp çekerek yapıldı. Kazara her hangi bir kirlenmeyi önlemek amacıyla ateşli silah kullanan hiçbir insan örneklerin toplanmasında kullanılmamıştır. Aynı nedenle toplanan her mühimmat için analiz edilmeden önce sadece bir kişiden toplandı ve aynı titizlikte ve koşullarda analiz edildi. Tespit edilen tüm (1000 den fazla) atış artıklarının kantitatif analiz sonucunda, kimyasal özellikleri ve morfolojik yapıları tespit edilerek sınıflandırılması sağlandı. Patlama olduktan sonra oluşan basınç ve sıcaklık nedeniyle atış artıkları sıvı halde bulunur. Sıcaklığın düşmesiyle yapı soğumaya başlar. Bu durumda yapıyı oluşturan elementlerin ergime sıcaklıkları morfolojik yapıyı oluşmasında en önemli rolü oynar. Ergime sıcaklığı yüksek olan elementten başlayarak alaşım katılaşacaktır. İdeal durumda yapı en düşük enerjide olmak ister ve homojen dağılım gösterir. Bu durumda yapı küremsi olur. Bu çalışmada ikinci bölümü, atış artıklarını oluşturan kimyasal kompozisyonun morfolojik yapının oluşmasında nasıl etkili olduğunu araştırmak için yapıldı. Atış artıklarının yapısında bulunan ve atış artıkları özgü önemli üç eser element olan Ba, Sb ve Pb yoğunluğunun nasıl değiştiği incelendi. Bir kartuşun gövdesinin altındaki küçük ve yuvarlak girinti, kapsül diye isimlendirilir. Kapsül, bileşiklerin bir karışımından oluşur. Bu karışımın üç büyük bileşeni, atış artıklarının oluşumu ve tanımlanmasında önemli rol oynar. Bunlar; başlatıcı olarak kurşun stifnat, iğnenin kapsüle sert bir şekilde vurmasıyla ateşlenir. Yükseltgen olarak baryum nitrat, yanmanın gerçekleşmesi için gerekli oksijenin kaynağıdır. Yakıt; antimon sülfür, çok yüksek bir sıcaklıkta yanar. Bu yanmanın amacı çekirdeği harekete geçirecek olan barutu ateşlemektir. Ateşleme iğnesi fişek kapsülüne çarpınca açığa çıkan yanma ısısıyla başlatıcı erir. Bir milisaniyeden kısa bir sürede başlatıcının sıcaklığı Pb (1650 C), Sb (1380 C) ve Ba (1140 C) buharlaşma sıcaklıklarını aşar. Aşırı doygunluk nedeniyle oluşan başlatıcı buharı erimiş halde bulunan başlatıcı yüzeyi üzerinde damlalar halinde tekrar yoğunlaşır. Bu olay C ve 1400 psi basınç ta bir dinamik denge oluşturur. Isıl etki ve Brown

53 35 hareketlerinden kaynaklanan başlatıcı damlacıkları sıvı hareketi, bu anlık damlacıklardaki elementlerin homojenliğinin mükemmel nedenidir. Bu damlacıkların bazılarının uzaklığa bağlı olarak diğer damlacıklarla birleşerek daha büyük damlacıklara dönüşebilir. Damlacıkların bazıları barutun patlamasıyla aşırı sıcaklık (3600 C) ve yüksek basınca (40000 psi) maruz kalır. Patlamanın etkisiyle namluyu terk eden damlacıklar ani soğuma nedeniyle şekillerini korumuş halde donarak atış artığı tanecikleri oluştururlar. Patlama sonucunda oluşan basınç ve sıcaklık sonucu etrafa dağılan sıvı haldeki atış artıkları soğumaya başladığında ilk sıcaklık yüksek olduğundan sistem sıvı fazdadır. İlk katılaşma erime sıcaklığında en yüksek olan elementtin yoğun olduğu bölgede meydana gelecektir. Bu anda ilk olarak erime sıcaklığı yüksek olan element başlayarak katı tanecikler oluşacaktır. Atış artıklarının bulunduğu ortam sıcaklığından dolayı atış artıklarının sahip olduğu sıcaklığının daha da düşmesi beklenir. Ancak katılaşma dolayısıyla sıvı haldeki atış artıklarından dışarıya verilen ısı şeklinde dışarıya atıldığından civarındaki katı ve sıvı ısınacaktır. Bundan dolayı sıcaklık denge sıcaklığına kadar yükselir. Eğer etrafındaki sıvı haldeki atış artıkları homojen bir sıcaklık alanına sahipse soğuma esnasında katı her yönde homojen büyüme göstereceğinden küremsi bir şekil alacaktır. Sonuç olarak, katılaşma tamamlandığı alaşım taneleri küresel olur. Böyle bir yapı tam izotropik özellikten dolayı ideal yapıdır. Ancak atış artıklarının yapısını oluşturan element yoğunluklarının dağılım, katılaşmada farklı şekillerde oluşur. Çünkü yapıdaki farklı elementlerin ergime sıcaklıkları farklı olması yapı katılaşırken ideal yapıdan sapmalar meydana gelir. Dışarıya atılan ısı, sıvı haldeki atış artıklarında homojen bir sıcaklık oluşturmaz. Dolayısıyla katılaşma sıvı haldeki atış artıklarının yapısını oluşturan elementlerin ergime sıcaklığına bağlı olarak soğuk bölgelerine ilerleyerek devam eder ve dengeye gelir. Bu halde soğuyarak oluşan yapı küremsi yapıdan farklı şekiller alır. Bu durum Şekil 4.2 de verilmektedir. Şekil 4.2-a da oluşan geometrik yapıyı daha iyi anlayabilmek için eliptik yapıyı iki kat daha küçük ölçek ile ölçeklendirilmiştir. Düzenli küreler düzensiz halde birleşmiş yapılardan bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. Bu açıdan bakıldığı zaman parçacıklar birbirlerinin türevleri olarak görülebilir. Şekil 4.2 de gösterildiği gibi eliptik parçacıklar

54 36 kalın bir köprü ile birbirine bağlanan iki küreden ve bu köprünün azalarak koptuğunda düzenli iki küre meydana geldiği kabul edilebilir. Şekil 4.2. Atış artıklarının morfolojik oluşum mekanizması açıklamak için önerilen model temsil etmektedir.(a) eliptik yapı, (b) birbirine bağlı iki küre, (c) oluşan düzenli iki küre. Atış artıklarını oluşturan elementler yapının morfolojik özelliğin belirlemesinde önemli rol oynar. Ani soğuma ile oluşan atış artıkları, yapıyı oluşturan elementlerin sıvı fazdan katı faza geçerken erime sıcaklık faktörü etkendir. Erime sıcaklığı en düşük olan element en son katı faza geçecek. Kapsül patlamasıyla önceden oluşmuş taneciklerinden bazıları barutun patlamasıyla, patlama artıkları ve merminin aşındırmasından oluşan Pb buharını yakalayabilir. Kurşun buharı bu tanecikleri yüzeyini kaplar. Patlama sonrası yakalanan Pb miktarı yapının morfolojik yapısında önemli rol oynar. Çünkü SEM/EDS analizinden yapıdaki ergime sıcaklığı en düşük olan Pb elementi yüzeydeki miktarı artıkça ani soğumadan dolayı yapı dengeye ulaşmadan oluştuğundan atış artıkları küresellikten uzaklaştığı görüldü. Şekil 4.3 de verilen EDS sonuçlarına göre, eliptik yapıda ergime sıcaklığı en düşük element olan Pb miktarının en yüksek pike sahip olduğu gözlenmiştir. Pb miktarının en yüksek olması nedeniyle yapının yavaş katılaşmasına neden olmaktadır. Bu durumda oluşan morfolojik yapı daha büyük hacme sahip ve küremsi katılaşamadan uzaklaşmaktadır. Pb miktarı azalmasıyla morfolojik yapı daha küçük hacimde küremsi

55 37 katılaşmalar gözlenmiştir. Elde edilen verilere göre atış artıklarının yapıyı oluşturan kimyasal kompozisyonların yoğunluklarına bağlı olarak yapının soğuma hızı artıkça oluşan morfolojik yapıların çapları azalarak daha küçük küremsi yapılar oluştuğu görülmüştür. Şekil 4.3. Atış artıklarının morfolojik yapıların EDS analizi. Atış artıklarının SEM analizlerinde farklı morfolojik yapıların oluştuğu görüldü. Atış artıklarının EDS analizlerinde oluşan farklı yapıların kimyasal bileşenleri incelendiğinde farklı yoğunluk ve kompozisyona sahip olduğu gözlenmiştir. Atış artıkları oluşum mekanizmasında, patlama olduktan sonra oluşan yapının soğuma hızı, yani yapının içerisindeki gerçek sıcaklık dağılımı yapısal aşırı soğuma bölgesini büyüklüğünü belirler. Yapıdaki oluşturan elementlerin farklı yoğunlukları soğuma sırasında faklı morfolojik yapıların meydana gelmesini sağlar. Eğer ısı iletimi, yapısal aşırı soğuma bölgesinde hızlı olursa küçük yapıda küremsi katılaşma oluşur. Ayrıca soğuma sıcaklığı azaldıkça, yoğunlaşan yapının hacminin artığını ve küremsi yapıdan uzaklaşma görülmektedir. Atış artıklarının morfolojik yapılarına göre dağılım frekansları hesaplanarak temel kantitatif analiz kullanılarak kimyasal içeriği ve kimyasal kompozisyonlarının incelendi. Yapılan incelemelerde tüm mühimmatlar için oluşan atış artıklarının morfolojik yapılarına

56 38 göre dağılım frekansları hesaplanarak temel kantitatif analiz sonucunda, tespit edilen tüm kimyasal içeriği ve kimyasal kompozisyonlarının farklılıklar olduğu gözlendi. SEM/EDS metodu ile mühimmat türleri için kimyasal özellikleri incelenerek sınıflandırılabilir [7]. İncelenen mühimmatlarından elde edilen atış artıklarının karakteristik özellikleri tespit edilerek Çizelge 4.2 de verilmiştir. Çizelge 4.2. Uygun silahlar kullanılarak farklı marka mühimmatlardan elde edilen atış artıklarında tespit edilen elementler. Tabanca Mühimmat Tespit edilen elementler Glock 19 WIN 9 mm Pb, Ba, Sb, Al, S, Cu, Zn, K, Mg Sig Sauer Pro 226 GLF 9 mm Pb, Ba, Sb, Al, S, Ca, Cu, Zn Beratta S&B 9 mm Pb, Ba, Sb, Sn, S, Cl, Ca, Al, Cu, Zn Colt GECO 9 mm Pb, Ba, Sb, Si, S, Al, Cu, Zn S&W WIN 38 SPL Pb, Ba, Sb, K, Mg, Cu, Zn CZ 75 B LIBRA 9 mm Pb, Ba, Sb, Sn, Zr, Mo, P, Zn Sarsılmaz Kılınç 2000 Mega MKE 9 mm Pb, Ba, Sb, S, Al, Cu, Zn Browning 1910 MKE 7.65 mm Pb, Ba, Sb, S, Al, Cu, Zn Bir atış artığının tipik EDS spektrumu Pb, Sb, Ba, parçacıkları içeren Şekil 4.5 de gösterilmiştir. İncelenen tüm atış artıkları örneklerinde hedef atış artıkları için üçlü-bileşen olan Pb, Ba ve Sb tespit edilmiştir. Kullanılan mühimmatın türüne göre taneciklerin yüzeyinde başka elementlere rastlamakta mümkündür [13]. Atış artıkları tespit edilen ana unsurların yanında üretilen mühimmat türüne göre farklı eser sayıda sıra dışı elementler de tespit edilmiştir. Tespit edilen Cu, Zn, Fe ve Ni unsurları üç tabakalı mermi ceket ve kaplamadan gelen katkıda elde edilir [44]. Atış artıklarında tespit edilen Sb elementi kullanılan fişek astarından katlıda bulunmuştur. Atış artıklarında Ba, Sb ve Pb elementlerine ek olarak Al, Ca, Cl, Cu, K, Mg, P, S, Si, Zn gibi elementlerde tespit edildi. Tespit edilen Al, Ca, P, S ve Si elementlerin kaynağı mühimmattın astarından olabilir.

57 39 Fakat tespit edilen ek elementler başka kaynaklardan kaynaklanabilir. Al, Si, K, Cl, S ve Ca elementleri yaygın yükseltgen olarak kullanılan malzemeden kaynaklanabilir. Tespit edilen Cu ve Zn elementleri yaygın olarak kullanılan kurşun ceket kaynaklanabilir. Ayrıca atıcının elleri, hava gibi kaynaklardan veya kullanılan yapışkan banttan parçacıklar katkıda bulunabilir [9-10]. Wolten tarafından atış artıkları için Sb-Ba parçacık karakteristik parçacıklar olarak diğer tespit edilen bu parçacıklar, tutarlı olmayan diğerleri olarak sınıflandırılmıştır [28]. Romolo ve arkadaşları atış artıkları için karakteristik parçacıklar haricinde elementler içeren parçacıklar atış artıkları aykırı olarak sınıflandırmışlardır [28-30]. Ancak farklı mühimmatlar için nicel verilerden yaralanarak yapılan bu sınıflandırmalar mühimmatlar türlerinin tanımlayabilmek için yeterli değildir. Şüpheli olayda kullanılan mühimmatlar elementel analizi, şüpheliden toplanan atış artıklılarının kimyasal yapısının tespitinin anlamlı yorumu ile mümkündür. Eğer olayda kullanılan ateşli tabanca ya da suçta kullanılan fişek kartuşu mevcutsa, bu durumda karşılaştırılacak numuneler ilk tercih edilen fişek kartuşu ve şüpheliden elde edilen atış artıkları analizidir. Bu sonuç pratikte yaralıdır. Vaka değerlendirmelerinde kullanılabilir. Çalışmanın ikinci bölümünde seçilen mühimmat türlerinde elde edilen atış artıkları parçacıklarının morfolojik sınıfları incelendi. Morfolojik yapılarına göre yedi farklı gruptan oluştuğu görüldü. Elde edilen morfolojik gruplar için parametrik olmayan istatistik metotları kullanılarak gruplandırıldı. Morfolojik gruplar x-ışınları haritalandırma yöntemi kullanılarak elementel yoğunlukları incelendi. İnceleme aynı koşullar altında titizlikle yapıldı. Her bir morfolojik sınıf için tekrarlanabilirlik aralığı serbestlik derecesi dağılımı r = N-1 t- student kritik değer değeri α = 0.05 alınarak belirlendi. İncelenen tüm örneklerden elde edilen sonuçlar benzerlik durumları bakımından kıyaslandı. İncelenen mühimmat türleri için yapılan tüm işlemleri açıklamak amacıyla özellikle MKE marka mühimmattan elde edilen veriler ilerleyen bölümlerde detaylı olarak verildi. Örnek G için Sarsılmaz Kılınç 2000 Mega marka tabanca ile MKE 9 mm parabellum mühimmatı kullanılarak elde edilen atış artıkları partiküllerin morfolojik sınıflarına göre dağılımları analizi Çizelge 4.3 de verildi.

58 40 Çizelge 4.3. Tekrarlanabilir manüel tarama ile örnek G örneği için tespit edilen atış artığı parçacıkların morfolojik sınıflarına göre karşılaştırılması. Parçacıkların Morfolojik Sınıfları Tekrarlanabilir Parçacık Sayısı Ortalama X Standart Sapma s= X-X N-1 2 1/2 Güvenirlik aralığı a r,α r,α X- t s <X<X+ t s Mükemmel Küre Birbirine Bağlı İki Küre Süngersi Eliptik Delikli Düzensiz Yarım Küre a-9 Toplam Parçacık sayısı a Güvenirlik aralığı yarım küre parçacıkları için sıfır geçerliliğinden başlar.( r =2 α =0.05 tr,α = 4.303). Namluyu tutan el tetiği çeken ele göre namlu ucuna daha yakın olduğundan, bu ele daha fazla atış artığı bulaşması beklenir. Çizelge 4.4 de verilen sonuçlarda da namluyu tutan sol elde tetiği çeken sağ ele göre tayin edilen atış artığı miktarları daha fazla bulundu. Atış sırasında her iki el silahı tutuğundan atış artıkları atış sırasında avuç içine bulaşmaz. Bu nedenle bu çalışmada sadece ateş eden kişinin el üstlerinden aynı bölgelerden numuneler toplanarak incelendi. İncelemeler sonucunda atış atıkları morfolojik yapılarının benzerlik durumlarına göre sınıflandırıldı. Elde edilen morfolojik gruplar, atış artıklarının oluşum mekanizması ile uyumlu olarak incelenen tüm mühimmat türleri için farklı dağılımla yedi farklı gruptan oluştuğu görüldü. Tespit edilen yedi farklı morfolojik gruplar için SEM/EDS analiz görüntüleri için x-ışınları haritalandırma metodu kullanılarak kimyasal element analiz yapıldı.

59 41 Çizelge 4.4. Örnek G örneği için atıcının sağ ve sol elinde tespit edilen toplam atış artığı parçacık sayısının morfolojik sınıflara göre karşılaştırılması. Sol El Sağ El Morfolojik Sınıf Partikül Sayısı Sıklık Frekansı (%) Partikül Sayısı Sıklık Frekansı (%) Mükemmel Küre , ,12 Birbirine Bağlı İki Küre 42 9, ,55 Süngersi 35 7, ,24 Eliptik 78 17, ,65 Delikli 47 10, ,06 Düzensiz 72 16, ,11 Yarım Küre 10 2,28 4 1,27 Toplam Parçacık sayısı Şekil 4.4 de pürüzlü yüzeye sahip mükemmel küre atış artıklarını parçacığını gösterir. Atış artıkları için morfolojik yapısı mükemmel küre olanlar en çok karşılaşılan gruptur (Bkz.Şekil 4.11). Atış artıklarının tipik morfolojik yapısı olarak tanımlanan mükemmel küreye ait atış artığı parçacıklarının çapları µm aralığında geniş bir yelpazede görüldü. Mükemmel küre yapısına sahip atış artığı parçacıkları incelenen morfolojik gruplarda kürenin türevleri şeklinde farklı sınıflar oluşturduğu görüldü (Bkz. Şekil 4.2). Morfolojik yapıyı oluşturan element yoğunlukları farklı sınıflar oluşmasında etkili olması nedeniyle SEM/EDS ve x-ışınları haritalandırma tekniği kullanılarak yapıdaki element dağılımları detaylı şekilde incelendi. Bu incelemelerde kaynağı kapsülün başlatıcı kısmından meydana gelen, atış artıkları parçacıkları için karekterislik olan Sb, Ba ve Pb element dağılımları ayrı ayrı ve bu üç elementin bir arada bulunduğu durum araştırıldı.

60 42 Şekil 4.4. Pürüzlü yüzeyli mükemmel küre atış artığı parçacığı. (a) (b) (e) (c) (d) Şekil 4.5. Düzenli morfolojik yapıya sahip küresel atış artığı parçacığının elementel dağılımı. (a) Ba, (b) Sb ve (c) Pb elementi için tek eminsiyon (d) üç elementin bir aradaki haritalandırması (e) x-ışını spektrumu. Şekil 4.5.a-b-c-d deki küresel atış artığı parçacığı SEM/EDS ve x-ışınları haritalandırma tekniği kullanılarak yapıyı oluşturan Pb, Sb ve Ba elementleri için incelendi. Sb, Ba element dağılımları çoğunlukla homojen değildir, ancak Ba element lekeleri görülmektedir. Pb elementi x-ışınları haritalandırmada düşük yoğunluk nedeniyle görünmemektedir. Ancak Şekil 4.5-e de küçük piklerinde Pb ve S elementleri görülebilmekte ve önemli büyüklüklerde Al, Sb, Ba ve O element pikleri görülmektedir.

61 43 Şekil 4.6. Pürüzlü yüzeye sahip birbirine bağlı iki küresel atış artığı parçacığı. Şekil 4.6 de yüzeyi pürüzlü yapıya sahip birbirine bir köprü ile bağlı küresel atış artığı parçacığının morfolojisi görülmektedir. Bu morfolojik yapıda tipik bir atış artığı morfolojisidir. İki parçacığı bir arada tutan köprü kırıldığında Şekil 4.4 deki gibi bağımsız küresel yapılar meydana gelecektir. (a) (b) (e) (c) (d) Şekil 4.7. Düzenli morfolojik yapıya sahip, birbirine bir köprü ile bağlı küresel atış artığı parçacığının elementel dağılımı. (a) Ba, (b) Sb ve (c) Pb elementi için tek emisyon (d) üç elementin bir aradaki haritalandırması (e) x-ışını spektrumu. Birbirine bir köprü ile bağlı küresel atış artığı yapıların morfolojik özellikleri Şekil 4.7.a-bc-d deki SEM/EDS ve x-ışınları haritalandırma tekniği kullanılarak yapıyı oluşturan Pb, Sb

62 44 ve Ba elementleri için incelendi. X-ışınları haritalandırma tekniği kullanılarak Pb, Sb ve Ba elementleri için morfolojik yapıda haritalandırma yapıldı. Burada incelenen elemenler morfolojik yapıda homojen bir dağılım göstermektedir. Ancak Şekil 4.5-e de görüldüğü gibi küresel yapıdaki parçacıkların Pb element derişimlerinin aksine önemli bir Pb element pik değerine ve küçük bir Al element pik değerine sahiptir. Şekil 4.8. Pürüzlü yüzeye sahip birbirine eliptik atış artığı parçacığı. (a) (b) (e) (c) (d) Şekil 4.9. Düzenli morfolojik yapıya sahip, eliptik atış artığı parçacığının elementel dağılımı. (a) Ba, (b) Sb ve (c) Pb elementi için tek emisyon (d) üç elementin bir aradaki haritalandırması (e) x-ışını spektrumu.

63 45 Şekil 4.8 de pürüzlü yüzey yapısına sahip eliptik atış artığı parçacığı görülmektedir. Şekil 4,9-a-b-c-d de Pb, Sb ve Ba elementleri için x-ışınları haritalandırma tekniği kullanılarak eliptik yapıya sahip atış artığı parçacığın morfolojik yapısını incelendi. Burada morfolojik yapıyı oluşturan elementlerin homojen bir dağılım göstermiştir. Şekil 4. 9-e de eliptik yapı, birbirine bir köprü ile bağlı olan yapı ve küresel yapıların hepsinde önemli bir Pb element piki ve küçük bir Al element piki görüldü. Tüm örneklerde yüksek enerji değerlerinde Cu elementi ve Zn element piki görüldü ki bu katkı kapsül veya baruttan gelen bir katkı olmamakla beraber fişeğin ceketinden (%70 Cu +%30Zn) gelen katkılardan oluşmaktadır. Küresel yapılara ek olarak birbirine bir köprü ile bağlı iki küresel yapı ve eliptik yapıdaki türler görülmektedir. Ayrıca bunların dışında Şekil 4.10 de delikli, düzensiz, süngerimsi ve yarım küre şeklinde yapılarda küremsi yapı çağrıştırır. (a) (b) (c) (d) Şekil Diğer tipteki atış artığı parçacıkları. (a) delikli, (b) düzensiz, (c) süngersi ve (d) yarım küre. İncelenen mühimmat türleri için tespit edilen toplam parçacık sayısının morfolojik yapısına göre dağılımları tespit edildi. Sonuçları karşılaştırmak amacıyla incelenen her örnek için her sınıf için yüzde olarak ifade edilen dağılım frekansı ve morfolojik yapıların boyutları verildi (Çizelge 4.5). Çizelge 4.5 deki sonuçlar farklı mühimmatlar için

64 46 parçacıkların oluşturdukları morfolojik sınıfların toplam parçacık sayısına göre dağılımları ve farklılıklarını detaylı bir şekilde incelemek açısından önemlidir. Bu nedenle incelenen mühimmatlar için bulunan tüm parçacıkların arasında nüfusun küremsi yapının baskın olduğu ayırt edilebilir. Çizelge 4.5. İncelenen mühimmat türlerinden elde edilen atış artığı parçacıkların oluşum frekansı ve morfolojik yapılarını dağılımı. Parçacıkların morfolojik sınıfları A B C D E F G H Mükemmel Küre 41,54 38,66 40,04 32,49 33,65 32,96 34,31 39,09 Birbirine Bağlı İki Küre 9,96 12,43 11,06 10,49 16,82 11,82 9,58 10,74 Süngersi 8,55 9,54 6,09 9,83 6,15 8,83 8,51 6,88 Eliptik 16,08 16,71 17,91 18,82 13,91 14,61 16,48 13,87 Delikli 9,95 10,45 9,55 8,71 11,33 11,67 11,71 11,09 Düzensiz 12,85 10,8 13,09 17,42 17,16 17,91 17,55 17,61 Yarım küre 1,07 1,41 2,26 2,24 0,98 2,2 1,86 0,72 Toplam frekans (%) Şekil G örneği için elde edilen parçacıkları için; boyut, sayı ve morfolojik sınıflarına göre dağılımı.

65 47 Mühimmat türlerine göre, morfolojik sınıf olarak parçacıkların sayısal dağılımları arasında önemli farklılıklar olduğunu detaylı bir şekilde Çizelge 4.5 de ayırt edilebilir. Mühimmatlar için morfolojik sınıf yoğunluk dağılımlarda benzerlikler olduğu gibi önemli farklar olduğu ayırt edilebilir. Ancak, bu tamamen görsel (istatistiksel olmayan) bir yaklaşımdır. Morfolojik yapıdaki gözlenen farklılıklar atış artığı bileşimi çeşitli mühimmat kaynaklanan türleri seçilmiş olmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle mühimmat türlerine göre elde edilen morfolojik sınıflar arasındaki ilişkileri mühimmatların her çifti için parametrik olmayan istatistiksel yaklaşımlar, yani Wilcoxon sıralama testi, R- Spearman ve τ-kendall korelasyonu katsayıları ile değerlendirildi. Elde edilen sonuçlar Çizelge 4.6 daki detaylı bir görsel inceleme yoluyla, belirli bir sınıf olarak parçacıkların sayısı açısından önemli bir farklılık olduğunu seçilen mühimmat türüne göre ayırt edebilir olduğu görüldü. Bu nedenle örnek A ile örnek G farklılıklarını seçilen istatistik yöntemlerin uygulanması gösteren örneğinde aşağıda sunulmuştur. Çizelge 4.6 da bölüm 2.3 de tarif edildiği gibi, Wilcoxon testi için hesaplamalara göre yapıldı. Bu testte, sıfır hipotezi Ho mühimmat A ve G arasında d0 olduğu durumlarda bir fark olmadığını kabul eder. Örnek çifti için, her bir sınıf olarak parçacıkların yüzde farkı d bulundu ve her farkı için bir sıra atandı. Daha sonra pozitif ve negatif sıraları ayrı ayrı eklenir. Bu durunda hesaplanan Tcal değeri 10 eşittir. Tcal değeri Tr,α değeri ile karşılaştırıldı. (N=7 ve α = 0.05 durumda) Tr,α = 2 dir. Bu durumda Tcal değeri Tr,α değerinden büyük olduğundan hipotez reddedilir. Bu sonuç A ile G arasında bir fark olduğunu kabul eder.

66 48 Çizelge 4.6 da A ve G örnekleri için Wilcoxon sıralama testi hesaplaması. Parçacıkların morfolojik sınıfları Örnek Fark(d) Sıralama İşaret A G Mükemmel küre 41,54 34,31-7, Birbirine Bağlı İki Küre 9,96 9,58-0, Süngersi 8,55 8,51-0, Eliptik 16,08 16,48 0,4 3 + Delikli 9,95 11,71 1, Düzensiz 12,85 17,55-4,7 6 + Yarım küre 1,07 1,86 0, Toplam frekans (%) R-Spearman sıralama korelasyon katsayısı incelemeleri R-Spearman sıra korelasyonu incelen mühimmat türleri her bir çifti için uygulanmıştır. Hipotez A ve G örnekleri arasında bir ilişki olmadığını varsayar( H0=0: R=0). Hipotez doğru olduğu(r<rr,α) durumdur. Çizelge 4.7 de A ve G örnekleri için R-Spearman sıra korelasyon katsayısı hesaplanması sunulmaktadır. İncelenen atış artığı morfolojik sınıfları için sıraları ve arasındaki (d) farkları hesaplandı. Bu değer (Rr,α formülünden) Rr,α=0.839 hesaplanır ve (N=7 ve α = 0.05 için) hipotez ilişki reddedilmez τ-kendall sıralama korelasyon katsayısı incelemeleri τ-kendall katsayısı hesaplaması için örnekler morfolojik yapı sınıflarına göre oluşma sıklıklarına göre en küçük değerden itibaren doğal olarak artan sıra ile sıralandı (Çizelge 4.8). Örnek A için hesaplanan değerler sütunda büyükten küçüğe doğru sıralandı. En büyük değer k1 ondan sonra gelen değer k2 olarak devam eder. Bu işlemin sonucunda: S k i 18.

67 49 τ-kendall sıra korelasyon katsayısı denklem (Eş. 3.4) kullanılarak hesaplanmıştır. 1 2 İncelenen örnekte T T ( ) 2(2 1) ; T T ( ) 2(2 1) x c Y 1 D ve sonuç olarak τ = olarak hesaplandı. τ = değeri ile τr,α = olduğundan analiz örnekleri arasında bir ilişki olduğu kabul edilmiştir. İncelenen örneklerindeki tüm çiftleri için istatistiksel analiz sonuçlarının bir özeti Çizelge 4.8 de sunulmuştur. Wilcoxon sıralama testi incelenen mühimmat gelen atış artıkları parçacıklarının morfolojik sınıfları arasında çarpıcı fark olduğunu gösterdi. Parametrik istatistiksel yöntemler tekrarlanan deneylerde elde edilen bazı sonuçları yorumlamak için kullanılabilir. Fakat örnekler arasındaki farklılaşmayı göstermek için objektif metotlarla doğrulamak gerekir. Çizelge 4.7 de A ve G örnekleri için R-Spearman sıralama testi hesaplaması. Parçacıkların morfolojik sınıfları Örnekler Sıralama (S) Fark (d) A G A G Mükemmel küre 41,54 34, Birbirine bağlı iki küre 9,96 9,58 3,5 3 0,5 Süngersi 8,55 8, Eliptik 16,08 16, Delikli 9,95 11,71 3,5 4 0,5 Düzensiz 12,85 17, Yarım küre 1,07 1, Toplam frekans (%)

68 50 Çizelge 4.7 de A ve G örnekleri için τ-kendall sıralama testi hesaplaması. Parçacıkların morfolojik sınıfları Örnekler Sıralama (S) Düzenli sıralama A G A G A G Mükemmel küre 41,54 34, Birbirine bağlı iki küre 9,96 9,58 3, Süngersi 8,55 8, ,5 3 Eliptik 16,08 16, ,5 4 Delikli 9,95 11,71 3, Düzensiz 12,85 17, Yarım küre 1,07 1, Toplam frekans (%) Yapılan incelemelerde farklı mühimmatlardan oluşan atış artığı morfolojik sınıfların oluşma sıklıklarının bazı farklılıklar göstermiştir. Farklılıklar istatistiksel olmayan, yöntemler değerlendirilmiş mühimmat türlerine göre belirgin gibi olduğu görüldü. Gözlenen farklılıkların objektif bir değerlendirme yapmak için, seçilmiş parametrik olmayan istatistiksel yöntemler uygulanmıştır. R-Spearman ve τ-kendall sıra korelasyon katsayıları bize diğer örneklere göre C ve F ayırt etmek mümkün olmuştur. Bütün örnekler için seçilen parametrik olmayan istatistiksel yöntemler uygulandı. Wilcoxon sıralama testi ve τ-kendall sıra korelasyon katsayısı testi örnekler arasında çarpıcı bir fark yaratmadığından bu çalışmadaki amaç için uygun olmadığı sonucuna varabiliriz. Ateşli silahla işlenen suçlarda, suç konusu delilleri değerlendirirken şüpheliden toplanan veya olay yerinden elde edilen kovan v.b.i bulguları yorumlarken atış artıklarının bilinen ile şüpheli örnekleri test atışları ile karşılaştırmak kullanılan mühimmatın belirlenmesini sağlayabilir. SEM yöntemi ile incelenen mühimmat türleri için elde edilen atış artıklarının kimyasal sınıfları ve morfolojik sınıflarının oluşma sıklık frekanslarının farklılıklarının bilinmesi ve

69 tek delilin ateşli silah artıklarının olduğu muhtemel durumlarda mühimmat grup tanımlanması önemli olabilir AFM analiz bulguları Çalışmanın sonraki bölümünde atış artığı parçacıklarının morfolojik yapıları AFM yöntemi kullanılarak incelendi. İncelenen atış artığı çift taraflı karbon bant ile toplanıp AFM görüntüleri alınmıştır. Kullanılan karbon bant yüzey pürüzlülük değerinin AFM gibi yüzey görüntüleme sistemlerinde birkaç nanometre civarında olması yüzeyin atış artığı incelenme kalitesinin iyi olduğunu gösterir. Birbirine köprü ile bağlı iki küresel yapıya sahip atış artığı için, AFM görüntüsü ve ara kesit grafiği Şekil 4.12 de Şekil 4.13 de 3d görüntüsü verilmiştir. (a) (b) Şekil (a) Atış artığı yapısının 10 x10µm lik AFM görüntüsü, (b) ara kesit grafiği.

70 52 Şekil Atış artığı yapısının 10 x10µm lik AFM 3d görüntüsü ETAAS analiz bulguları Çalışmanın son bölümümde atış sayısına bağlı olarak namlu içerisinde biriken atış artıkları nicel analizi ETAAS yöntemi kullanılarak incelendi. Sarsılmaz Kılınç Mega 2000 marka yarı otomatik silah kullanılarak 9 mm Parabellum tipi; MKE, Geco ve S&B marka mühimmatlar kullanıldı. Elde edilen atış artıklarında bulunan Sb, Ba ve Pb elementleri için atış sayısına bağlı olarak namlu içerisinde biriken miktar nicel analizi ETAAS tekniği ile araştırıldı. Her atıştan sonra silahın namlusu dikkatli bir şekilde sökülerek içerisinde % 5'lik nitrik asit standart çözeltisi 1000 mg/l bulunan asit banyosunda bekletilerek namlu içinde biriken atış artıklarının çözeltiye geçmesi sağlandı. Elde edilen her tekrar için incelenen mühimmatlarda Pb, Ba ve Sb elementleri için ETAAS ile ppm seviyesinde nicel analiz yapıldı. Her ölçüm 10 kez tekrarlanarak 0-15 atış sayısı arasında incelendi. Bu testlerde, silahın namlu her atıştan önce temizlenmiştir. Temizleme işlemi mekanik bir temizlik ile başlar; daha sonra, namlu etanol ve deiyonize su ultrasonik banyoda yıkanır. Son olarak, namlu kuru azot gazı ile kurutuldu. Şekil 4.14 de; (a) MKE, (b) Geco ve (c) S&B marka mühimmatlar Sb elementi için atış sayısına göre namlu içindeki miktarının değişimi verildi.

71 53 Şekil Atış sayısına göre namlu içinde biriken (a) MKE, (b) Geco ve (c) S&B marka mühimmatlar için Sb miktarını göstermektedir. Şekil 4.14 incelenen fişekler için Sb element değeri atış sayısına bağlı olarak 10. atışa kadar lineer artma eğiliminde olduğu görüldü MKE fişeklerinde ölçülen Sb element değeri Geco fişeklerinden tespit edilenlere göre 10 kat S&B marka fişeklerden ise 3 kat daha fazladır. Atış sayısına bağlı namlun içinde biriken Sb miktarını en iyi fit eğrisi Geco marka fişeklerde R 2 =0.982 dir. Şekil 4.15 de; (a) MKE, (b) Geco ve (c) S&B marka mühimmatlar Ba elementi için atış sayısına göre namlu içindeki miktarının değişimi verildi.

72 54 Şekil Atış sayısına göre namlu içinde biriken(a) MKE, (b) Geco ve (c) S&B marka mühimmatlar için Ba miktarını göstermektedir. İncelene fişekler için Pb element değeri atış sayısına bağlı olarak lineer artma eğilimindedir (Şekil 4.15). Tespit edilen Ba miktarı üç marka içinde benzerdir. Elde edilen en iyi fit eğrisi MKE fişekleri için R 2 =0.987 dir. Şekil 4.14 de; (a) MKE, (b) Geco ve (c) S&B marka mühimmatlar Sb elementi için atış sayısına göre namlu içindeki miktarının değişimi verildi.

73 55 Şekil Atış sayısına göre namlu içinde biriken(a) MKE, (b) Geco ve (c) S&B marka mühimmatlar için Pb miktarını göstermektedir. İncelene fişekler için Ba element değeri atış sayısına bağlı olarak lineer artma eğilimindedir. Tespit edilen Pb element miktarı üç marka içinde benzerdir. Elde edilen en iyi fit eğrisi MKE fişekleri için R 2 =0.99 dir. Adli olaylarda suç konusu tabanca ile kaç defa ateş edildiğinin tespiti olayın kaynağının cinayet mi yoksa intiharımı olduğunu belirlemede kritik rol oynar. Ancak değerlendirmede kullanılan geçerli bir metot bulunmamaktadır. Bu nedenle bu çalışmada analitik bir yaklaşım yöntemi geliştirmek amaçlandırılmıştır. Çalışmada kullanılacak silah namlusu temizleme prosedüründen geçirilerek her atışta bu prosedür uygulanmıştır. Fakat olası şüpheli bir silah olaydan önce temizlenmiş olup olmadığını bilmek mümkün değildir. Günümüze kadar yapılan çalışmalarda şüphelinin elinden alınan swap örnekleri çevre şartları nedeniyle olay sonrası 4 saatte kadar tespit edilebileceği görülmüştür [22]. Bu nedenle atış artıkların suç konusu tabanca namlusunda çevre koşullarına karşı daha

74 56 korunaklı olmasından dolayı daha iyi sonuçlar verebilir. Şüpheli tabanca ile atış sayısını belirlemek amacıyla daha önce temizlenmemiş üç farklı atıcı tarafından farklı mühimmatlar kullanılarak atış tanklına kör atış yapıldı (Çizelge 4.9). Daha sonra suç konusu tabancanın namlusu sökülerek asit banyosunda namlu içerisinde biriken atış artıklarının geçmesi sağlandı. Elde edilen atış artıkları için Sb, Ba ve Pb elementleri için ETAAS metodu kullanılarak analiz edildi. Çizelge 4.9. Atış tahmini analizi. Atış Sayısı Silah Markası Mühimmat Markası Element miktarı (mg/l) Sb Pb Ba Atış Tahmini 5 Sarsılmaz MKE 4, Sarsılmaz Geco 0, Sarsılmaz S&B 1, >10 Çizelge 4.9 da görüldüğü gibi, şüpheli tabanca ile atış tankına yapılan atış sayısı tahmininde bulunuldu. Bu yaklaşım, farklı miktar ve koşullarda, silahın marka veya kullanılan mühimmat değiştirilerek tespit edilebilir. İncelenen mühimmatların hedef elementleri bağıl miktarlarının oranları da (Çizelge 4.10) incelendi. Çizelge 4.10 de söz konusu oranlar ile ilgili unsurları 10 defa atış edildikten sonra ortalama miktarları dikkate alınarak hesaplanmıştır. Elementel oranı analizi, Ba/Pb oranı, incelenen fişek markaları için benzer olduğu gözlendi. Ancak, Ba/Sb, Pb/Sb oranları Ba/Pb değişiklikleri nedeniyle farklı bulunmuştur. Atış sayısına bağlı olarak namlu içerisinde biriken atış artığı miktarı 15. tekrara kadar incelenirken 10. atışa kadar lineer olarak artış gösterdi. Fakat 10. atıştan sonra namlu içerisinde atış artığı miktarı sabitleme eğiliminde olduğu görüldü. Bu çalışmada lineer olarak artan bölümü ayrıntılı olarak incelendi.

75 57 Çizelge Namlu içerisinde biriken Ba, Sb ve Pb element miktarlarının araştırılması. MKE Fişek Sayısı Ba/Sb 6,9 7,3 9,6 10,6 11,6 12, ,9 14,6 14,3 Pb/Sb 6,7 4,3 3,5 3,4 3,4 3, ,7 Ba/Pb 0,6 0,6 0,8 0,9 0,9 0, ,9 GECO Fişek Sayısı Ba/Sb 368,1 312,3 247,5 198,3 188,8 170,2 167,4 152,7 136,7 150,1 Pb/Sb 413,8 347,9 304, , ,2 162,3 141,6 138,9 Ba/Pb 0,9 0,9 0,8 0,9 0,8 0,9 0,9 0,9 1,0 1,1 S&B Fişek Sayısı Ba/Sb 114,2 87,5 43, ,9 91, ,5 73,8 70,9 Pb/Sb 86,6 142,8 73,2 72,7 70,7 68,5 74,9 81,5 71,5 67,8 Ba/Pb 1,3 0,6 0,6 1,0 1,3 1,3 1,1 1,0 1,0 1,0 Çizelge 4.10 de söz konusu oranlar ile ilgili unsurları 10 kez tekrar edildikten sonra ortalama miktarları dikkate alınarak hesaplanmıştır. Elementel oranı analizi, Ba/Pb oranı, incelenen fişek markaları için benzer olduğu gözlendi. Ancak, Ba/Sb, Pb/Sb oranları Ba/Pb değişiklikleri nedeniyle farklı bulunmuştur. Adli balistik incelemeler açısından şüpheli tabanca ile yapılan atış sayısının belirlenmesi son derece önemlidir. Bu sayı bilerek bir davanın çözümünde kritik bir role sahiptir. Bu nedenle atış sayısı ve namlu içerisinde biriken atış artığı unsurlarının nicel ve nitel ilişkileri incelendi. Atış artığı toplanması açısından namlu içinde bulunan atış artığı çevre koşullarından daha az etkilendiği ve bir sistematik oluşturmak için örnekler namlu

76 58 içerisinden toplandı. Hedef elementler Ba, Sb ve Pb elementleri atış sayısına bağlı olarak ölçüldü ve istatistiksel analiz edildi. Namlu içerisinde atış sayısına bağlı olarak biriken Ba, Sb ve Pb element derişimi belirlenmesi mümkün olacağı bir yöntem önerildi. Atış sayısına göre namlu içerisinde biriken atış artığı miktarının kullanılan fişek markasına göre değişiklik göstermiştir. İncelemelerde 10. atışa kadar olan lineer bölge artış uygulamada kullanılabileceği ön görüldü. Buda gösteriyor ki, bu çalışmada önerilen yaklaşım adalet uygulayıcıları için değerli veriler elde üzerindeki analitik verileri kullanılabilir.

77 59 5. SONUÇLAR ve ÖNERİLER Bu çalışmada, Adli Bilimler açısından atış artıkların kimyasal yapıları, morfolojik yapılarının oluşum mekanizmaları ve kriminal uygulamaları SEM/EDS, AFM ve ETAAS yöntemleri kullanılarak incelendi. İncelemeler atış artıklarının oluşum mekanizması ve incelenen silah ile atış sayısının tespiti doğrultusunda yapıldı. Bulgular sonuçlar ve öneriler kısmında verildi Sonuçlar Atış artıkların morfolojik yapısı, yapıyı oluşturan kimyasal elementlerin yoğunluklarına oldukça bağlı olduğu gözlendi. Atış artıkları tanecikleri morfolojik özel bir yapıya sahip ve genellikle 10 μm küçük çapa sahip atış artıklarına özgü küremsi yapıdadır. Yapıyı oluşturan element yoğunluğu değişmesiyle küresellikten uzaklaştığı görüldü. Yapıdaki element yoğunluğuna göre morfolojik yapının nasıl değiştiği sistematik olarak incelenirken, morfolojik yapıların oluşumunu açıklayan bir model önerildi. Bu modele göre atış artıklarının morfolojik yapısının oluşumunda yapıyı oluşturan kapsül kısmındaki patlayıcısına bağımlı olduğu özellikle gelen Sb ve Ba element mol oranı azaldıkça yapı küresellikten uzaklaşmakta olduğu görüldü. Atış artığı morfolojik yapıları incelenerek parametrik olmayan istatistik metotlarından R- Spearman ve τ-kendall korelasyonu kullanılarak gruplandırıldı. Elde edilen yedi farklı grup için x-ışınları haritalandırma tekniği ile kimyasal element analiz yapıldı. Farklı mühimmat için elde atış artıklarının morfolojik sınıfların sıklık yüzdelerin benzer olduğu görüldü. Atış artıkları analiz sonuçlarının anlamlı bir yorumu ulaşmak için, kullanılan fişeği bilinen atış artıkları ile şüpheli atış artıkları parçacıkların element yapısı karşılaştırma tekniği ile tespiti önemlidir. Şüpheliden swap alma ile ya da suç aleti silah ve varsa kartuş, test atışlarda gelen kapsül kısmındaki karışımları ile mühimmat türünün analizi edilebilir. Yapılan incelemelerde farklı mühimmatlarda oluşan atış artıkların, kimyasal kompozisyonları farklılıklar olduğu ortaya konmuştur. Bu farklılıklar ateşli silah atış artıkların fiziksel ve kimyasal incelemelerinde incelenen mühimmatlarda tanımlanmasına katkıda bulunabilir.

78 60 AFM yöntemi kullanılarak atış artıkları morfolojik yapıların çapraz kesit yöntemi ile incelendi. Özellikle atış sayısına bağlı olarak namlu içinde kalan atış artığı miktarın nasıl değiştiği incelemek için farklı marka fişekler için ETAAS yöntemi kullanılarak nitel elementel analiz yapıldı atışa aralığına kadar incelendi. 10 atışa kadar lineer bir atış eğiliminde iken 10. atıştan sonra namlu içinde biriken miktarın doygunluğa ulaşması nedeniyle sabitleme eğilimindedir. Elde edilen grafiğin lineer olan bölge detaylı olarak incelenirken adli bilimler açısından atış sayısına göre namluda biriken atış artığı miktarları arasında ilişki anlamlı olarak değerlendirilebilir Öneriler Günümüzde adli incelemelerde suç ve suçlunun kesin olarak belirlenmesinde atış artığı inceleme yöntemi son derece önemlidir. Son yıllarda yoğun çalışmalar yapılmasına rağmen atış artığı morfolojik yapılarının oluşum mekanizmasını açıklayan geçerli bir yöntem bulunmamaktadır. Bu çalışma ile atış artığı oluşum mekanizması hakkında detaylı incelemeler yapılıp kabul edilen bir yöntem ortaya konularak bu alanda önemli bir adım atılmıştır. Ayrıca vaka değerlendirmelerinde suç konusu tabancada kullanılan mühimmat türünün tespiti son derece önemlidir. İncelenen mühimmat türlerin tespitine yönelik kimyasal özelliklerini belirleyici tespit için analizler yapıldı. Bununla beraber incelenen mühimmat türlerinin karakteristik özelliklerinin tespitine yönelik çalışmalar genişletilerek devam edilecektir. Çalışmanın son kısmı suç konusu tabanca ile kaç defa ateş edildiğinin tespitine ayrıldı. Bu amaca yönelik sahada kullanılmak üzere bir yöntem geliştirildi. Söz konusu yöntemi geliştirmek için farklı silah modelleri ve mühimmatlar kullanılarak çalışmalara devam edilmelidir.

79 61 KAYNAKLAR 1. Grima, M., Butler, M., Hanson, R., A. Mohameden. (2012 ). Firework displays as sources of particles similar to gunshot residue, Science and Justice. 52, Romolo, F. S., Margot, P. (2001). Identification of gunshot residue: a critical review. Forensic Sci. Int. 119, DeDonato, A., Gutz, I. G. R. (2005). Fast Mapping of Gunshot Residues by Batch Injection Analysis with Anodic Stripping Voltammetry of Lead at the Hanging Mercury Drop Electrode Electroanalysis. 17, Brozek-Mucha, Z. (2007). Comparison of cartridge case and airborne GSR-a study of the elemental composition and morphology by means of SEM-EDX. Probl. Forensic Sci. 41, Zeichner, A., Eldar, B. (2004). A novel method for extraction and analysis of gunpowder residues on double-side adhesive coated stubs. J. Forensic Sci. 49, Fojtasek, L., Kmjec, T. (2005). Energy dispersive X-ray analysis of bullets commonly encountered in Taiwan. Forensic Sci. Int. 153, Dalby, O., Butler, D., Birkett, J.W. (2010). Analysis of gunshot residue and associated materials. A review. J. Forensic Sci. 55, Popa, A., Holclajtner-Antunovic, I., Vasiljevic-Radovic, D., Sasca, V. (2009). AFM and SEM-EDS examination of highly dispersed heteropolyacids supported on MCM 41 and SBA 15 mesoporous materials. J. Optoelectron. Adv. Mater. 11, Lebiedzik, J., Johnson, D.L. (2002). Handgunsand ammunitions indicators extracted from the GSR analysis. J Forensic Sci. 47, Charles, S., Nys, B., Geusens, N. (2011). Primer composition and memory effect of weapons Some trends from asystematic approach in casework. Forensic Sci. Int. 212, Fojtasek, L., Kmjec, T. (2005).Time periods of GSR particles deposition after discharge-final results. Forensic Sci. Int. 153, Zadora, G., Brozek-Mucha, Z. (2003). SEM-EDX-a useful tool for forensic examinations. Mater. Chem. Phys. 81, Wolten, G.M., Nesbitt, R.S., Calloway, A.R., Loper. G.L. (1979). Particle analysis for the detection of gunshot residue. I. Scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray characterisation of hand deposits from firing. J. Forensic Sci. 24,

80 Wolten, G.M., Nesbitt, R.S., Calloway, A.R., Loper, G.L. (1979). Particle analysis for thedetection of gunshot residue. II. Occupation and environmental particles. J.Forensic Sci. 24, Wolten, G.M., Nesbitt, R.S., Calloway, A.R., Loper, G.L. (1979). Particle analysis for the detection of gunshot residue. III. The case record, J. Forensic Sci. 24, Yalçınkaya, Ö., Erdoğan, H., Çiftçi, H., Türker, A. R. (2012). Preconcentration of Aluminum on Nano ZrO2/B2O3 and Its Determination by Flame Atomic Absorption Spectrometry. Spectro. Let. 45, Narin, I., Tüzen, M., Soylak, M. (2004). Aluminum determination in environmental samples by graphite furnace atomic absorption spectrometry after solid phase extraction on Amberlite XAD-1180/pyrocatechol violet chelating resin. Talanta. 63, Safavi, A., Momeni, S., Saghir,N. (2009). Efficient preconcentration and determination of traces of aluminum ion using silica-bonded glycerol sorbent. J. Hazard. Mater.162, Acar, O., Kalfa, O. M., Yalçınkaya,Ö., Türker, A. R. (2012). Evaluation of Activation Energies for Cadmium Atomization on Different Atomizer Surfaces andmodifier Solutions in Electrothermal Atomic. Absorption. Spectro. Let. 45, Garofano, L., Capra, M., Ferrari, F., Bizzaro, G.P., Tullio, D.D., Dell Olio, M., Ghitti, A. (1999). Gunshot residue.fulter studies on particles of environmental and occupationl. Forensic Sci. Int. 103, Meng, H., Caddy, B. (1997). Gunshot residue analysis-a review.j. Forensic Sci., 42, Koons, R. D., Havekost, D. G., Paters, C. A. (1987). Analysis of gunshot primer residues collection swabs using flameless atomic apsorption spectrophotometry: a reexamination of extraction and instrument procedures. J.Forensic Sci. 32, French, W., Lundberg, E., Cedergen, A. (1985). Correlation between analytical signal and rate of sample atomizastion in electrothermal atomic-absorption. Anal.Atom. Spectrosc., 8, Deinet, W., Lezczynski, C. (1986). Examinations to determine close-range firing distances using a process control computer. Forensic Sci. Int. 31, Bhattacharyya, C.N. (1990). Dispersion of firing discharge residues using a modified Maxwellian model. Forensic Sci. Int. 47, De Forest, P.R., Martir, K., Pizzola, P.A. (2004). Gunshot residue particle velocity and deceleration. J Forensic Sci. 49, 6.

81 27. Lichtenberg, W. (1990). Methods for the determination of shooting distance. Forensic Sci Rev. 2, Meng, H.H., Caddy, B. (1997). Gunshot residue analysis: A Review, J.Forensic Sci. 42, Mosher, P.V., McVicar, M.J., Randall, E.D., Sild, E.H. (1998). Gunshot residuesimilar particles produced by fireworks. Can. Soc Forensic Sci J. 43, Vermeij, E., Duvalois, W., Webb, R., Koeberg, M. (2009). Morphology and composition of pyrotechnic residues formed at different levels of confinement, J Forensic Sci. 186: Zeichner, A., Levin, N. (1997). More on uniqueness of GSR particles, J Forensic Sci. 42, Krishnnan, S.S. (1974). Fring distance determination by atomic absorption spectroscopy. J.Forensinc Sci. 19, Garofano, L., Capra, M., Ferrari, F., Bizzaro, G.P., DiTullio, D., Dell'Olio, M., Ghitti A. (1999). Gunshot residue further studies on particles of environmental and occupation origin, Forensic Sci Int. 103, Gialamas, D.M., Rhodes, E., Sugarman, F., (1995). LAOfficers, their weapons and their hands. An empirical study of GSR onthe hands of non-shooting police officers. J Forensic Sci. 40, Rijnders, M.R., Stamouli, A., Bolck, A. (2010). Comparison of GSR composition occurring at different locations around the firing position. J Forensic Sci. 55, Andrasko, J., Petterson, S. (1991). A simple method for collection of gunshot residue from clothing. J Forensic Sci Krishnan, S. (1971). Rapid detection of firearms discharge residues by atomic absorption and neutron activation analysis, J. Forensic Sci. 16, Ronald, L., Singer, D.D., Max, H.A. (1996). Survey of gunshot residue analysis methods, JFSCA, 41, Almog, J., Glattstein, B. (1997). Detection of fiearms imprints on hands of suspects, J Forensic Sci. 43,6, Singer, R.L., Davis, D., Houck, M.M. (1996). A survey of gunshot residue analysis methods, J Forensic Sci. 41, Wolten, G.M., Nesbitt, R.S., Calloway, A. R., Loper, G. L. (1979). Partıcle Analysıs For The Detectıon Of Gunshot Resıdue, 1 - Scannıng Electron Mıcroscopy/Energy Dıspersıve X-Ray Characterızatıon Of Hand Deposıts From Fırıng. J. Forensic Sci. 24,

82 Binnig, G., Quate, C.F., Gerber, C. (1986). Atomic force microscope In:Physical Review Letters. 56, Binnig, G., Quate, C. F., Gerber, C. (1986). Atomic Force Microscope, Phys. Rev. Lett. 56, Yalçınkaya, Ö., Kalfa, O.M., Turker, A.R. (2011). Chelating agent free-solid phase extraction (CAF-SPE) of Co(II), Cu(II) and Cd(II) by new nano hybrid material (ZrO2/B2O3), J. Hazard. Mater.195, Welz, B., Sperling, M. (1999). Atomic Absorption Spectrometry, Wiley-VCH Verlag GmbH&Co. KgaA, Weinheim. 46. Welz, B., Becker-Ross, H., Florek S., Heitmann, U., Goreti, M., Vale, R. (2003). High-Resolution Continuum-source Atomic Absorption Spectrometry What Can We Expect, J. Braz. Chem. Soc. 14, Haswell, S.J. (1991). Atomic absorption spectrometry, Elsevier Science Publishers B. V. Netherlands, Berkkan, A. (2004). Tuz içeren farmasötik preparatlarda akışa enjeksiyonlu hidrür oluşturmalı atomik absorpsiyon spektrometri (FI-HG-AAS) ile kurşun tayini, Doktora tezi, Gazi Üniversitesi Eczacılık Fakültesi, Ankara, 49. Sarıca, Y.D., Türker, A.R. (2012). Speciation and Determination of Inorganic Mercury and Methylmercury by Headspace Single Drop Microextraction and Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry in Water and Fish. Clean Soil, Air, Water, 40, Meng, H.H., Chen. Y.L. (2006). Energy dispersive X-ray analysis of bullets commonly encountered in Taiwan. J. Forensic Sci. 5, Fojtasek, L., Kmjec. T. (2005). Time periods of GSR particles deposition after discharge-final results. Forensic Sci. Int. 153, Wolten, G. M., Nesbitt, R. S., Calloway, A. R., Loper. G. L.(1979). Partıcle Analysıs For The Detectıon Of Gunshot Resıdue, 1 - Scannıng Electron Mıcroscopy/Energy Dıspersıve X-Ray Characterızatıon Of Hand Deposıts From Fırıng. J. Forensic Sci. 24, 409.

83 65 ÖZGEÇMİŞ Kişisel Bilgiler Soyadı, adı : KARA, İlker Uyruğu : T.C. Doğum tarihi ve yeri : , Ankara Medeni hali : Bekâr Telefon : 0 (507) ilkerkara06@hotmail.com Eğitim Derece Yüksek Lisans Eğitim Birimi Gazi Üniversitesi /Fizik Mezuniyet tarihi 2005 Lisans Kırıkkale/ Fizik 2003 ÖnLisans Anadolu/ Hukuk 2012 Lise Yıldırım Beyazıt Lisesi 1997 İş Deneyimi Yıl Yer Görev E.G.M. Siber Suçlar Daire Bsk. Adli Bilişim Uzmanı 2011 E.G.M. Ankara Kriminal Polis Lab. Laboratuvar Asistanı 2009 Ankara Emniyet Müdürlüğü Büro Memuru Yabancı Dil İngilizce

84 66 Yayınlar A. Teze Ait Yayınlar 1. Kara, İ., Yalcınkaya, Ö., Lisesivdin, S.B., Kasap, M. (2015). The Analysis of the Number of Shots from the Gunshot Residues Deposited in the Muzzle Using Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry. Sylwan,, 1, Kara, İ., Lisesivdin, S.B., Kasap, M., Er, E., and Uzek, U. (2015).Chemical and morphological study of gunshot residue with scanning electron microscopy and energy dispersive x-ray spectrometry. Journal of Forensics Science,, 14, 167-R2. B. Diğer Yayınlar 1. Kara, İ., Sönmez, Ü., Kaya, G., Kaymakçıoğlu, Ö. (2014) sayılı ceza muhakemesi kanununun 134. Maddesinin uygulama yönünden değerlendirilmesi. Kazancı Hakemli Hukuk Dergisi Bahçeşehir Üniversitesi, 11, Kara, İ. (2013). SEM/EDS X-Ray Mapping Tekniği ile MKE fişeklerin GSR nın morfolojik ve kimyasal incelemeleri, 15. Ulusal Optik, Elektro-Optik ve Fotonik Çalıştayı, Ankara. (Poster bildiri) 3. Kara, İ. (2012). SEM/EDS X-Ray Mapping Tekniği ile MKE fişeklerin GSR nın morfolojik ve kimyasal incelemeleri ve İstatisliksel analizi, 14. Ulusal Optik, Elektro- Optik ve Fotonik Çalıştayı, İstanbul.Koç Üniversitesi.(Poster bildiri) 4. Kara, İ. (2012). SEM/EDS X-Ray Mapping Tekniği ile GSR nın morfolojik ve kimyasal incelemeleri Sunumu, 13. Ulusal Optik, Elektro-Optik ve Fotonik Çalıştayı, Ankara. Bilkent Üniversitesi (Poster bildiri) 5. Kara, İ. (2005). The temperature dependent electron and magnetotransport in Zn doped InAs grown by LEC, Türkiye Fizik Kongresi, Ankara.Gazi Üniversitesi (Poster bildiri) C. Projeler 1. This Project is co-financed by the European Union and Republic of Turkey Legal Aspects Pilot Trainning Course, (2014).

85 2. Elektronik Delilere ilk Müdahale ve İmaj Alma Eğitimi Kasım Siber Suçlarla Mücadele Daire Başkanlığı. Ankara. 3. Temel Adli Bilişim (Adli Bilişim Uzmanı). Eğitimi17-28 Kasım Siber Suçlarla Mücadele Daire Başkanlığı. Ankara. 4. Forensic Toolkit Yazılım Adli Bilişim Uygulamaları Kasım Siber Suçlarla Mücadele Daire Başkanlığı. Ankara. 5. Hareket Enerjisini Kullanarak Elektrik Enerjisine Dönüştürmeyi Sağlayan Düzenek Patenti, Türk Patent Ensititüsü. PT 2014/

86

87 GAZİ GELECEKTİR.