способ защиты от подделки банкнот, ценных бумаг и документов

Формула изобретения

1. Способ защиты от подделки банкнот, ценных бумаг и документов, включающий введение в материал защищаемого предмета или нанесения на него метки с возможностью контроля ее наличия по ее магнитным свойствам, отличающийся тем, что метка представляет собой осмий-187 или его соединение, а контроль наличия метки осуществляют методом ядерного магнитного резонанса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осмий-187 вводят в материал в количестве 5-20 мкг.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при введении в материал защищаемого предмета или нанесении на него метки берут химическое соединение осмия-187, обеспечивающего постоянную магнитную ориентацию атомов.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве химического соединения осмия-187 берут FeO₃.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве химического соединения осмия-187 берут FeBO₃O_s.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что введение в материал защищаемого предмета осмия-187 осуществляют путем обработки материала водным раствором тетраоксида осмия-187.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к защите от подделки банкнот, ценных бумаг и документов.

В настоящее время прямые финансовые потери из-за подделки денежных банкнот, кредитных карточек и ценных бумаг составляют значительные суммы, что связано с тем, что современный уровень вычислительной, аналитической и множительной техники позволяет воспроизвести при сравнительно небольших затратах практически любую ценную бумагу в любом количестве.

Особенно остро эта проблема стоит в случае массовых изделий, например, денег, когда затраты на изготовление и защиту от подделки должны быть минимальны. Кроме того, метка должна достаточно быстро и несложно детектироваться.

Существуют различные методы защиты денег и ценных бумаг от подделки. Значительную часть из них составляют способы защиты с использованием металлических меток.

Известен способ защиты банкнот, в котором на банкноту наносят специальное изображение при помощи магнитной печатной краски. Регистрация метки производится магнитным детектором [1] Однако этот способ может быть достаточно легко воспроизведен и имитирован. Кроме того, печатная краска подвержена стиранию в процессе длительной эксплуатации банкнот.

Известен также способ защиты ценных бумаг от подделки, заключающийся в запрессовывании в бумагу полосы из магнитного материала. Определение подлинности ценной бумаги производится также при помощи магнитного детектора, регистрирующего изменение напряженности магнитного поля [2] Однако данный способ недостаточно надежен, т.к. не исключает возможности подделки.

Целью изобретения является упрощение и удешевление способа защиты от подделки банкнот, ценных бумаг и документов при обеспечении высокой степени защищенности

Это достигается тем, что в способе, включающем введение в материал защищаемого предмета метки, наличие которой определяется по ее магнитным свойствам, в качестве метки используют стабильный изотоп осмия-187 или его соединение, а определение его наличия осуществляется по ядерным магнитным свойствам.

Надежная защита в этом случае обеспечивается использованием в качестве метки уникального материала, освоение производства которого требует такого уровня трудозатрат, что доступно только государству, обладающему ядерными технологиями, и то в весьма незначительном количестве. При этом стоимость непосредственно метки на отдельной купюре незначительна ввиду того, что для обеспечения безошибочной идентификации метки требуются очень малые количества материала для нанесения метки.

Выделение изотопов осмия-187 является сложным, дорогим и длительным процессом также, как и изотопов других тяжелых элементов, таких, как вольфрам, платина, иридий и др. Однако именно изотоп осмия позволяет реализовать достаточно быстрый, дешевый и надежный метод регистрации подлинности по специфическим ядерным магнитным свойствам изотопа осмия-187.

Наиболее предпочтительным является введение осмия в количестве 5-20 мкг, поскольку в количестве, меньшем 5 мкг, становится затруднительным детектирование наличия изотопа осмия-187, введение же количества более 20 мкг нецелесообразно ввиду повышения стоимости затрат на защиту бумаг от подделки.

Наиболее предпочтительным с точки зрения обеспечения удобства детектирования надежности защиты от подделки является введение в материал защищаемого предмета или нанесение на него стабильного изотопа осмия-187, которое осуществляют в химическом соединении, обеспечивающем постоянную магнитную ориентацию атомов осмия-187.

В частности, химическим соединением, обеспечивающим постоянную ориентацию магнитных моментов электронных оболочек атомов осмия-187, является FеОs при содержании осмия в количестве 1-9 моль% Содержание осмия-187 выбрано из условия обеспечения достаточно надежного детектирования.

Также химическим соединением, обеспечивающим постоянную ориентацию магнитных моментов электронных оболочек атомов осмия-187, является FeBO₃Os.

Частным случаем введения изотопа осмия-187 в материал защищаемого предмета является его введение путем обработки материала водным раствором тетраоксида осмия-187.

Наиболее предпочтительным способом определения наличия изотопа по ядерным магнитным свойствам является регистрация изотопа методом ядерного магнитного резонанса.

Наиболее простым технологическим процессом введения изотопа осмия 187 в материал защищаемого предмета является его введение путем обработки материала (его пропитки) водным раствором тетраоксида осмия-187. При этом на материале осмий фиксируется в нерастворимом виде и не может быть удален без разрушения самого материала.

Для детектирования используется известный из уровня техники ЯМР-спектрометр, в котором для ориентации магнитных полей ядер исследуемого материала используются сверхпроводящие магниты, создающие магнитное поле до 20 Тл. Сверхпроводящие магниты составляют основную часть стоимости спектрометра.

Введение изотопа осмия-187 в виде соединения осмия с ферромагнитным веществом позволяет использовать внутренние магнитные поля атомов, достигающие 500 Тл и более, т.к. при взаимодействии с магнитными полями ферромагнетика магнитные поля атомов также ориентируются. Это позволяет получить сигнал ЯМР (ядерного магнитного резонанса), т.е. эффект избирательного поглощения излучения определенной радиочастоты, без приложения мощных внешних полей. Также благоприятной характеристикой осмия является то, что ядро имеет спин 1/2, а значит отсутствует электрический квадрупольный момент, что позволяет избавиться от электрических возмущений.

Простейшим соединением, позволяющим ориентировать магнитные поля ядер осмия-187, является FeOs с содержанием Os от 1 до 9 моль% Соединение сохраняет ферромагнитные свойства.

Специальным материалом, позволяющим увеличить выходной сигнал при детектировании и, соответственно, уменьшить в 1000 раз по сравнению с соединением FeOs содержание изотопа в метке, является FeBO₃Os. Высокий коэффициент усиления сигнала в данном случае связан с чрезвычайно низким полем магнитной анизотропии соединения FeBO₃Os.

Данные материалы наносятся на материал защищаемого предмета или вводятся в него в виде метки (или меток) любой геометрической формы, например, в виде тонкой полоски, что может осуществляться любым из известных способов.

Детектирование в случае использования в качестве метки соединения осмия с ферромагнитным веществом производится также известными методами. При наложении генерируемого прибором (детектором) радиочастотного импульса /2 (в противофазе с магнитными моментами ядер) спины ядер "рассыпаются". При следующем импульсе (в фазе) спины ядер возвращаются одновременно в основное ориентированное состояние, что позволяет зарегистрировать так называемое спинного эхо. Детектирование осуществляется по срабатыванию прибора только на ядра осмия-187 с резонансной частотой 107,5 МГц.

Современные технологии позволяют получать осмий в требуемых для осуществления способа количествах, например, из ренийсодержащих и ультрабедных руд, или из бедных и ультрабедных сбросных технологических растворов. Незначительное количество изотопа, требуемого для введения метки непосредственно в одну купюру или ценную бумагу и простота технологии введения обеспечивает возможность применения метода в широких масштабах, например, при производстве денежных купюр.

ЯМР методы детектирования подлинности метки позволяют обеспечить высокую точность и надежность способа, при этом не требуется сложное и дорогостоящее оборудование. Проверка подлинности может осуществляться прибором массой не более 10 кг.