On-site Elemental Analysis of Art and Artifacts

Význam tématu

Ručně přenosná rentgenová fluorescence (XRF) přináší do oblasti konzervace umění a archeometrie možnost rychlé, nedestruktivní a kvantitativní analýzy chemického složení materiálů přímo v terénu i v laboratoři. Díky tomu lze okamžitě rozhodovat o průběhu archeologických průzkumů, konzervačních zásahů či určení provenance artefaktů bez nutnosti odběru vzorků a jejich přenosu do specializovaných laboratoří.

Cíle a přehled studie / článku

Text představuje využití Thermo Scientific Niton XL3t řady přenosných XRF analyzátorů s GOLDD technologií pro analýzu uměleckých děl a archeologických artefaktů. Představuje hlavní vlastnosti přístrojů, přínosy v archeometrických studiích a ukázkové aplikace v terénu i v laboratoři.

Použitá metodika a instrumentace

• Přístroje: Thermo Scientific Niton XL3t, XL3t GOLDD, XL3t 900 GOLDD (volitelný heliový purge).
• RTG zdroj: univerzální 50 kV trubice s optimalizovanými filtry pro široké spektrum prvků (Mg–U).
• Detektor: velkoplošný driftový detektor (GOLDD) pro rychlejší měření a nižší meze detekce.
• Integrovaná barevná CCD kamera se systémem zobrazování vzorku a kolimace 3 mm pro přesnou lokalizaci měřené oblasti.
• Software: Thermo Scientific Niton Data Transfer (NDT©) pro správu kalibrací, vzdálené ovládání a automatické ukládání spektrometrických dat spolu s GPS souřadnicemi.
• Ergonomie: možnost montáže na teleskopickou tyč Extend-a-Pole pro analýzu povrchů bez ohýbání.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace GOLDD technologie významně zlepšila limity detekce (až 10× rychlejší měření než tradiční Si-PIN detektory a trojnásobné zvýšení přesnosti proti běžným SDD). Případové studie potvrzují spolehlivost a robustnost systému:

• Archeologické sondy v Arizoně: rozlišení dvou historických lokalit Fort Wallen a Hacienda y Presidio de Bobocamari na základě rozdílných profilů P, Ca, K a Sr.
• Geoarcheologie v El Hibeh (Egypt): kombinace XRF analýzy Fe, Sr a Rb s petrographií umožnila prostorové a časové rozlišení keramických typů.
• Konzervace ikon ve východním Polsku: neinvazivní stanovení pigmentů (Cr, Co, Zn, Fe, Se) a stříbrné zlatoty přímo na díle.

Přínosy a praktické využití metody

Ultrarychlá analýza (5 s až 6 min) bez spotřeby reagencií, nízké provozní náklady a okamžitá zpětná vazba výrazně zkracují průzkumné i konzervační cykly. Mezi klíčové výhody patří:

• Rychlá lokalizace archeologických rysů (povrchové zóny, ohniště, hroby) na základě trendové analýzy prvků v půdě.
• Identifikace toxických prvků (As, Hg, Pb) pro zajištění bezpečnosti pracovního prostředí a splnění NAGPRA požadavků.
• Podpora výzkumných cílů: stanovení surovinových zdrojů keramiky, analýza barevných vrstev na obrazech či datování kovových artefaktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se očekává ve směru automatizace sběru a zpracování dat v GIS prostředí, využití umělé inteligence pro rychlou klasifikaci spekter a zdokonalení limitů detekce pro ultra-trendy stopové prvky. Možnosti rozšíření zahrnují integraci s drony pro mapování rozsáhlých ploch, pokročilou korozomonitoraci kovových památek a širší aplikace v ochraně kulturního dědictví.

Závěr

Přenosné XRF analyzátory Thermo Scientific Niton XL3t řady GOLDD představují flexibilní a vysoce výkonný nástroj pro nedestruktivní analýzu umění a artefaktů. Kombinace nízkých mezí detekce, rychlosti měření a možnosti terénního nasazení významně zvyšuje efektivitu konzervačních a archeometrických prací.

Reference

1. Dhaliwal, M. a Brackett, C. The Use of X-ray Fluorescence (XRF) Technology to Aide Archaeological Investigations to Locate Evidence of Human Occupancy. Journal of Archaeological Science.
2. Native American Graves Protection and Repatriation Act, 25 U.S.C. 3001 et seq. (1990).
3. Morgenstein, M. a Redmount, C. A. Using Portable Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF) Analysis for On-site Study of Ceramic Sherds at El Hibeh, Egypt. Journal of Archaeological Science, 32 (2005).