Průzkum a analýzy

Konzervace a restaurování

Rentgen s využitím plochého detektoru

Technika prozařování předmětů rentgenovým zářením a jejich následné zobrazení se nazývá radiografie. Výsledný snímek je nově zobrazován přímou radiografií na panelovém detektoru o rozměrech 400 x 400 mm, rozlišení 200 µm a hloubkou obrazu 14 bit. Při průchodu záření materiálem dochází k zeslabení intenzity primárního svazku, a tak místa s nejmenší absorpcí jsou zobrazena jako nejtmavší. Zobrazování měřítko na plochém detektoru je volitelné. Vzhledem k různorodému spektru zkoumaných sbírkových předmětů (od obrazů přes organické materiály až po kovové odlitky), je možnost nastavení různých hodnot napětí rentgenu velmi důležitá.

Naše pracoviště je vybaveno transportním průmyslovým rentgenem ERESCO 42. Označení 42 odpovídá prozařitelné tloušťce 42 mm železa při expozici 10 minut. Vlastní zdroj je metal-keramická lampa chlazená vzduchem. Parametry lampy jsou následující: napětí 5 - 200 kV, proud 0,5 - 10 mA.

S pomocí dotace MK jsme pracoviště radiografie zmodernizovali a rentgenové filmy nahradili panelovým detektorem. Tím jsme dosáhli výrazně kratší doby expozice a zpracování rentgenových snímků v reálném čase.

Vlastní rentgen je transportní, ale máme jej schválený pouze jako stacionární, umístěný v kabině o rozměrech 120 x 77 x 40 cm. Stíněná rentgenová kabina je umístěna přímo v laboratoři.

Rentgen umožňuje nastavení i velmi nízkých napětí pro prozařování materiálů s malou absorpcí (organické materiály) nebo slabých plechů či kompletně prokorodovaných železných archeologických nálezů bez kovového jádra. Expoziční podmínky jsou dány typem zkoumaného materiálu, jeho tloušťkou a zároveň cílem průzkumu.

Příklady aplikace

  • Průzkum archeologických nálezů
  • Lokalizace prasklin, spojů a starých doplňků
  • Odhalení svarů (navařování ocelových břitů, damaskování apod.)
  • Odhalení skrytých konstrukcí (např. zámků bez nutnosti demontáže či zjištění, zda jsou pistole nabité)
  • Průzkum obsahu dutých předmětů (např. relikviářů)
  • Zjištění povrchové úpravy předmětů pokovením

Rentgenový spektrometr – prvková analýza

Prvkové složení sbírkových předmětů je ve Středočeském muzeu zkoumáno metodou rentgenové fluorescence. Naše pracoviště je vybaveno energiově disperzním spektrometrem ElvaX Industrial s Si-pin - diodovým detektorem s termoelektrickým chlazením s rozlišovací schopností cca 180eV. Rozsah detekovaných energií je od 2,5 do 30 keV. Charakteristické záření prvků je buzeno nízkoenergetickou vzduchem chlazenou rentgenkou s Ti anodou.

Generátor vysokého napětí pracuje od 4 do 50 kV a od 0-100 μA. Doba měření je nastavitelná, ale ve většině případů bohatě dostačuje měření do 300 sekund. Přístroj umožňuje manuální výměnu kolimátorů, a to o průměrech 1, 2, 3 a 4 mm, přičemž analyzovaná plocha je vždy o něco větší. Vzorek však nemusí pokrývat celou ozařovanou plochu, stačí, když ji pouze protíná (např. jemné drátky s průměrem 0,2 mm či drobná zrnka). Vlastní vzorek (objekt) se musí vejít do vzorkového prostoru, který má rozměry 50 x 50 x 35 cm. Lokalizace a dokumentace měřeného místa vzorku je možná díky zabudované USB videokameře. Mez detekce a přesnost měření vždy velmi záleží na stavu povrchu vzorku a jeho velikosti a také na zastoupení jednotlivých prvků.

Přístroj pracuje ve třech režimech měření

  • Měření těžkých prvků od 19 K po 94 U
  • Měření lehkých prvků od 11 Na (proplach prostoru mezi zdrojem a detektorem heliem)
  • Kombinovaný režim měření od 11 Na po 94 U

(detekční limity jednotlivých prvků výrazně závisí na složení matrice)

Jedná se o zcela nedestruktivní prvkovou analýzu povrchu, přičemž hloubka penetrace záření do vzorku je velmi malá (řádově desítky mikrometrů) a tak výsledek měření vypovídá především o složení povrchu. To je důležité hlavně v případě, že je vzorek pokryt silnou vrstvou korozních produktů nebo v případě povrchových efektů. Dalším problémem je pokovení slabou vrstvou jiného kovu (zlacení, stříbření). V tomto případě vždy záleží na tloušťce pokovení, zda analyzujeme jenom pokovení nebo i podkladový materiál, což je většina případů. Jestliže je požadováno stanovení přesného prvkového složení slitiny kovu, je třeba kompletně odstranit korozní produkty z měřené plochy či odebrat vzorek z kovového jádra předmětu. Velmi důležitým faktorem je výběr reprezentativního místa měření, což je u archeologických a historických nehomogenních materiálů často velmi významný problém. Výsledkem analýzy je kvalitativní i kvantitativní složení měřeného vzorku.

Příklady aplikace

  • Stanovení prvkového složení kovových archeologických nálezů
  • Stanovení ryzosti drahých kovů
  • Určení způsobu zlacení
  • Stanovení pokovení Cr - Ni, Sn - Ag

 

 

PřílohaVelikost
PDF icon Ceník rentgenového průzkumu156.99 KB
PDF icon Ceník metodou ED XRF155.56 KB
Kontaktní osoby
Jméno Titul Pozice Kontakt
Říhová, Petra Ing. vedoucí oddělení, konzervátorka kovů +420 233 029 004, +420 731 652 825
rentgen@muzeum-roztoky.cz, witoszkova@muzeum-roztoky.cz
Galerie
Rentgenový snímek železného cínovaného kování.
Rentgenový snímek zdobeného kování.
Rentgenový snímek kostěného hřebenu s kovovými nýty.
Rentgenový snímek popraskaného stříbrného brakteátu.
Rentgenový snímek preparovaného ptáka, který odhalil značně poškozenou drátěnou konstrukci.
Archeologický průzkum Libčice 1982 Pozitiv.
Archeologický průzkum Libčice 1982 Negativ.
XRF analyzátor s otevřenou vzorkovou komorou.
Otevřená rentgenová kabina.
Video