Využití ionizujícího záření při ochraně památek

Prezentace na téma: "Využití ionizujícího záření při ochraně památek"— Transkript prezentace:

1 Využití ionizujícího záření při ochraně památek
Katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření doc. Ing. Tomáš Trojek, Ph.D. Břehová 7, místnost 212 Dat obrazek z mereni na karlstejně

2 Ionizující záření - záření, které má dostatečnou energii k ionizaci a excitaci atomů prostředí, kterým prochází např. záření X, alfa, beta, atd. neutrální atom → elektron + kladně nabitý iont

3 Hlavní cíle při zkoumání a ochraně památek
Zabránění dalšímu poškození památek Stanovit stáří (stáří předmětu nebo použitého materiálu, např. sklo) Potvrdit autenticitu (např. malby) Určit původ (porovnání použitého materiálu s jeho výskytem v přírodě) Odhalit restaurátorské práce provedené v minulosti (opravy nebo změny, např. nástěnné malby, nástroje) Popsat techniku výroby (příprava slitin) Popsat obchodní a kulturní vztahy mezi národy

4 Využití ionizujícího záření a radioaktivity
Ozařování ohrožených památek Datovací metody Metody strukturní analýzy Metody chemické analýzy

5 Ozařování dřevěných předmětů
Dřevo napadené červotočem Ozáření pomocí radioaktivní látky způsobí smrt dospělým jedincům i larvám Středočeské muzeum v Roztokách u Prahy

6 Určování stáří Nejznámější je radiokarbonová metoda 12C – stabilní
14C – vzniká v atmosféře – poločas rozpadu 5700 let smrt měření čas

7 Termoluminiscenční datovaní
- Určování stáří keramiky nebo vypálených cihel - odběr malého množství vzorku - měření intenzity světla produkovaného při zahřívání na vysoké teploty - množství vznikajícího světla je přímo úměrné stáří předmětu

8 Měření struktury předmětů

9 Měření struktury předmětů
Fotografie Radiografie pomocí záření X

10 Rentgenfluorescenční analýza
radioanalytická metoda založená na buzení a detekci tzv. charakteristického záření k buzení charakteristického záření se užívají vhodné zdroje záření X (Rentgenovo záření) Záření X Charakteristické záření X (energie odpovídá prvkovému složení) - nedestruktivní chemická analýza povrchu předmětu

11 Vznik charakteristického záření
Záření X Charakteristické záření X (energie odpovídá prvkovému složení)

12 Energie charakteristického záření
Elektronové hladiny v atomovém obalu M La ~ 1,0 keV L M La ~ 0,7 keV Kb 9,6 keV L Ka 8,6 keV Kb 7,1 keV Ka 6,4 keV K K Atom železa (Z=26) Atom zinku (Z=30)

13 Závislost energie charakteristického záření na atomové čísle prvku
Ka Energie charakteristického záření [keV] La Atomové číslo prvku (Z)

14 Aparatura s RTG zdrojem
Detektor: Si-PiN Zdroj: Rentgenka - 30 kV, 100 mA

15 Spektrum bronzu spektra Impulsy Energie [keV] Doba měření: 10 minut

16 Výhody metody Nedestruktivní měření Multi-elementární analýza
Přenosná aparatura Rychlost měření a okamžitá interpretace výsledků

17 Nevýhody metody Pouze prvková analýza Analýza povrchu předmětu
Potíže při měření prvků s nízkým atomovým číslem Obtížná kvantitativní analýza

18 Měření relikviáře sv. Maura
Měření výzdoby relikviáře sv. Maura v době jeho restaurování Bečov nad Teplou

19 Měření relikviáře sv. Maura
Měření pozlacených sošek z relikviáře sv. Maura Zjištěna přítomnost rtuti ve zlatě

20 Analýza rukopisů Měření inkoustu

21 Analýza rukopisů Minium Rumělka Olovnatá běloba Zlato Malachit Azurit

22 Analýza rukopisů

23 Měření nástěnných maleb
Fresky na Karlštejně Spektrum červeného pigmentu Pravděpodobně směs rumělky a olovnaté běloby

24 Jak měřit mikroskopické objekty?
Zdroj záření Měřená oblast na předmětu Velká měřená plocha a velký tok fotonů Kolimátor Zdroj záření Měřená oblast na předmětu Malá měřená plocha a malý tok fotonů

25 Jak měřit mikroskopické objekty?
Zdroj záření Měřené místo – v ohnisku RTG optika Velmi malá měřená plocha a vysoká tok fotonů RTG optika - polykapilára

26 Jak měřit mikroskopické objekty?
Rentgeny s polykapilární fokusací umožňují studovat oblast velikosti až 20 mm Polohovací zařízení Detektor Měřený vzorek Rentgen – zdroj záření

27 Mikroanalýza pigmentů
Berlínská modř smíchaná s pojivem a nanesená na kousku papíru Naměřené spektrum v místě pigmentu Nalezené prvky: Ca, K, Fe

28 Mikroanalýza pigmentů a skenování
Aparatura Vzorek Skenování pomocí polohovacího zařízení, které umožňuje pohybovat se vzorkem ve 2 směrech Vybraná plocha 1 mm2 Skenována po 10 mm Měřeno v bodech

29 Mikroanalýza pigmentů a skenování
1 mm Nejnižší koncentrace Nejvyšší Distribuce železa

30 Mikroanalýza inkoustu a skenování
3 mm Distribuce železa 4 mm

31 Poškozený rukopis

32 Mikroanalýza inkoustu a skenování
1,5 mm 2 mm Nejvyšší koncentrace Nejnižší koncentrace Distribuce železa

33 Středověký rukopis

34 Železo 6 x 7 mm2

35 Analýza keramiky Sumární spektrum Identifikováno 11 prvků
Kde se tyto prvky nacházení?

36 Skenování v místě zlomu
vzduch Zpětně rozptýlené záření glazura 0,5 mm hlína 2 mm

37 Děkuji za pozornost Laboratoř ESRF - Grenoble