Török Zsófia, Huszánk Róbert, Csedreki László, Kertész Zsófia és Dani János Fizikus Doktoranduszok Konferenciája Balatonfenyves, 2013.06.21-23
PIXE Particle Induced X-ray Emission Részecske indukált röntgenemissziós spektrometria Sokelemes analitikai technika Nem igényel mintaelőkészítést Roncsolásmentes Érzékeny detektálási határok: akár 1 g/g (ppm) anyagmennyiség kimutatása protonnyaláb M L K kilökött K-héj elektron K -röntgensugár
Atomki, IBA Laboratórium 5 MV Van de Graaff gyorsító 3 nyalábcsatorna alkalmazott IBA technikák: makro-pixe, mikro-pixe, RBS, PIGE, STIM és ERDA
Pásztázó nukleáris mikroszonda fókuszált ionnyaláb: 2 m pásztázás maximum 2,5 mm x 2,5 mm területen, elemtérképek készítése Alkalmazási területek Biológia Geológia Aeroszolkutatás Orvostudományok Anyagtudományok Archeometria Kémia Asztrofizika
Levegőre kihozott mikro-pixe Olyan tárgyak mérésére, melyeket nem lehet a vákuumkamrába helyezni Oka lehet anyaga vagy mérete (pl. festmény, szobor, nagyobb tárgyak) Az elrendezés előnye Gyorsabb mérési idő Nagy tárgyak egyszerű mozgatása (akár 20 kg-ig) Szigetelő minták mérése a felület megégetésének veszélye nélkül
Mérési elrendezés SDD (Silicon Drift Detector) - a könnyű elemek detektálásra - mágnes védi a visszaszóródó protonoktól Si(Li) abszorbens Kapton fólia Nyalábméret a cső végén: 5.5 x 5.5 m 2
Nyalábméret meghatározása Kilépő ablak: 200 nm Si 3 N 4 Proton energiája: 2.5 MeV Tárgytávolság: 3 mm Közeg: levegő és hélium Előzetes számítások eredménye: (PRAM, SRIM) Levegőn: 35x35 m 2 Héliumban: 25x25 m 2 Mért nyalábméret rézrácson: Levegőn: 32x35 m 2 Héliumban: 30x33 m 2 100 m 250 m
Közép-bronzkori kincsek vizsgálata Hajdúsámson: egy kard és 12 csákány Téglás: egy kard és egy csákány Kérdés: Vajon az összetartozó leletek egyszerre készültek-e A díszített kard motívumainak részletesebb vizsgálata Származhatnak-e egy műhelyből
A kardok elemanalízise Mn Fe Ni Cu Zn As Ag Sn Sb Au Hg Hsámsoni kard 1 900 1 500 863 500 2 900 130 200 Téglási kard 50 3 400 12 200 909 700 6 600 200 64 000 3 800 T. kard markolata 130 1 100 3 100 909 100 700 1 800 83 500 200 270 Az adatok ppm-ben vannak megadva A leletek csoportosítása Tipológiai csoportosítás Hajdúsámsoni kincs: Nyéllyukas csákányok (5 db) Dudoros nyéllyukas csákány (3db) Nyakkorongos csákány ( 3db) Nyélcsöves csákány (Křtěnov-típus)(1db) Tömör markolatú kard Téglási kincs Kard Markolat Nyakkorongos csákány
név leltári szám Cu/Sn balta1 Sz 1907.12.10 18.04 balta2 Sz1907.12.14 28.75 balta3 Sz1907 12.13 10.68 balta4 Sz1907 12.07 9.09 balta5 Sz1907.12.05 7.86 balta6 Sz1907.12.11 12.19 balta7 Sz1907.12.16 14.21 balta8 Sz1907.12.12 13.20 balta9 Sz1907.12.08 13.43 balta10 Sz1907 12.06 9.83 balta11 IV. 89.51 9.74 balta12 Sz1907.12.09 13.32 kard -Hsámson Sz 1907 12.04 6.63 balta13 IV 78 17.2 17.86 kard - Téglás 78.17.1 14.20 kard markolata 78.17.1 10.88 A különböző Cu/Sn arány mutatja, hogy nem származhatnak egy öntésből Nyomelemek: Téglási leletek esetében magasabb Ni, As koncentráció, valamint Sb jelenléte, a markolatban Hg és Au kimutathatósági határ felett
Natív röntgen (Dr. Bágyi Péter Kenézy Kórház Központi Radiológiai Diagnosztika)
Mikro-PIXE elem koncentráció K 3-4% A Hajdúsámsoni kard díszítése Könnyű elemek kimutatása He-ban Ca 3-5% Ti 0.5-0.7% Fe 3-6% Fe Sn min max 2 mm
Összefoglalás Sikeresen telepítettük az új kihozott nyalábos mérőrendszerünket A nyalábméret elméleti meghatározása után a kísérleti eredmények igazolták a számításaimat Az első archeológiai mérés során felmértük a rendszerünk még hiányos részeit A PIXE mérések eredményeit a tipológiai vizsgálatok, és a röntgen felvételek is igazolták Következő feladatink: Árammérés megoldása He áramoltatás javítása a levegő telítettségének elérése céljából, ezáltal lehetséges lesz a Mg-tól meghatározni az elemek koncentrációját
Köszönetnyilvánítás Ez a munka a TAMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 projekt támogatásával, valamint az Európai Unió és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával készült. Az új rendszer fejlesztése a Magyar Tudományos Akadémia és az MTA Bolyai János Kutatási Ösztöndíj kertében és támogatásával valósult meg.
Köszönöm a figyelmet!