A Survey of Primer Residues Produced by Contemporary Powder-Actuated Tool Rounds and Their Relation to Gunshot Residue

Abstract

This study was conducted to determine whether or not residues produced by contemporary powder-actuated tools could be distinguished from characteristic gunshot residue (GSR) particles, which contain all three of the elements lead, barium, and antimony. In the first part of the study, 17 different types of rimfire powder loads were discharged and their residues analyzed by scanning electron microscopy—energy dispersive X-ray spectrometry (SEM/EDX). The residues from each of the powder loads consisted of lead/barium, lead, and barium particles. Two brands of fasteners were used in testing in the second part of the study. Both types of fasteners were made of steel and coated in zinc. Twelve trials were conducted, driving 10 fasteners each. Samples were collected from the hands of the powder-actuated tool operator at the end of each trial and analyzed by SEM/EDX. The residues on the tool operators' hands consisted of particles of lead/barium, lead, barium, and zinc. No significant incorporation of zinc into the lead/barium particles was observed. No characteristic lead/barium/antimony particles were observed. Some rimfire ammunition does not contain antimony in its formulation and the lead/barium residues from ammunition of this type cannot be distinguished from powder-actuated tool residue. The results demonstrate, however, that powder-actuated tool residue can be distinguished from characteristic GSR particles.

Résumé

Cette étude a été menée afin de déterminer s'il est possible de distinguer les résidus produits par des outils à charge explosive modernes des particules caractéristiques aux résidus de tir, lesquels contiennent les éléments de plomb, de baryum et d'antimoine. Dans la première partie de l'étude, 17 différentes sortes de cartouches explosives à percussion annulaire ont été déchargées et leurs résidus analysés par microscopie électronique à balayage couplée à un spectromètre à rayons X par dispersion en énergie (MEB/XDE). Les résidus de chaque charge de poudre étaient composés de particules de plomb/baryum, de plomb et de baryum. Deux marques de fixations ont été utilisées lors des essais dans la seconde partie de l'étude. Les deux sortes de fixations étaient faites d'acier et recouvertes de zinc. Douze essais ont été effectués, utilisant dix fixations chaque. Des échantillons ont été recueillis sur les mains de l'opérateur d'outil à charge explosive à la fin de chaque essai et analysés par MEB/XDE. Les résidus recueillis sur les mains des opérateurs étaient composés de particules de plomb/baryum, de plomb, de baryum et de zinc. Aucune incorporation importante de zinc n'a été observée dans les particules de plomb/baryum. Aucune particule caractéristique de plomb/baryum/antimoine n'a été observée. Certaines munitions à percussion annulaire ne contiennent pas d'antimoine dans leur formulation, et les résidus de plomb/baryum provenant de munitions de cette sorte ne peuvent être distingués des résidus d'un outil à charge explosive. Les résultats démontrent toutefois que les résidus d'un outil à charge explosive peuvent être distingués des particules caractéristiques aux résidus de tir.