La tecnica permette di conoscere la composizione elementare, dell’oggetto analizzato, attraverso lo studio della radiazione di fluorescenza di raggi X. Gli elementi identificabili sono generalmente quelli aventi numero atomico pari o superiore a 14; gli elementi con numero atomico inferiore sono di difficile determinazione a causa della presenza dell’aria, la quale assorbe i raggi X. L’informazione si ottiene mediante l’analisi degli spettri definenti le energie caratteristiche degli atomi che compongono il materiale analizzato, e specificanti il conteggio dei fotoni emessi, per ciascuna energia, generalmente proporzionale alla concentrazione. È possibile, inoltre, analizzare alcune tipologie di inquinanti e prodotti di alterazione presenti sulla superficie dell'oggetto analizzato.

Spettroscopia di fluorescenza di raggi X (FRX)

Fig. 1

Lo strumento per effettuare analisi, in situ, di Fluorescenza di raggi X (FRX) AMPTEK ha basso peso (1,84 kg). La sorgente di raggi X utilizzata è un tubo all’oro - Au, con tensione pari a 40 kV e corrente 100 µA, montato su di un supporto con geometria tubo - detector di 90°. Il detector a dispersione di energia è un Silicon Drift Detector (SDD) ed ha una risoluzione di 135 eV FWHM, a 6.3 keV, a temperatura ambiente. Il campione da analizzare è collocato alla corretta distanza, di 1 cm circa, mediante l’uso di due laser incrociati. La gestione dello strumento e l’acquisizione degli spettri avviene mediante l’uso integrato di tre software, appositamente realizzati, i quali consentono di esportare i dati concernenti le analisi per permetterne la condivisione con altri programmi di diffrazione o di fluorescenza.

[L’analisi FRX eseguita in aria introduce un limite fisico nella possibilità di rilevare elementi a basso numero atomico (Z) consentendo di individuare solo la presenza di elementi con Z maggiore di 14].

Immagine di copertina: analisi di fluorescenza di raggi X (FRX), Exultet 1 (particolare del III foglio del rotolo pergamenaceo miniato), XI secolo d.C., Bari, Museo Diocesano.
Figura 1: analisi di fluorescenza di raggi X (FRX), Madonna con il Bambino, San Giovanni Battista, San Zaccaria e Sant’Elisabetta, XVI secolo d.C., dipinto su tavola, Bari, Pinacoteca Corrado Giaquinto.

X-ray fluorescence spectroscopy (XRF)

Fig. 2

The instrument for in-situ X-ray Fluorescence (XRF) analysis, AMPTEK, is lightweight (1.84 kg). The X-ray source employed is a gold (Au) tube, operating at 40 kV and 100 µA, mounted on a support with a tube-detector geometry of 90°. The energy-dispersive detector is a Silicon Drift Detector (SDD) with a resolution of 135 eV FWHM at 6.3 keV, at room temperature. The sample to be analyzed is placed at the correct distance, approximately 1 cm, using two crossed lasers. Instrument management and spectrum acquisition are handled through the integrated use of three custom-made software programs, which allow the export of analysis data for sharing with other diffraction or fluorescence software.
[XRF analysis performed in air introduces a physical limitation in the ability to detect low atomic number (Z) elements, allowing only the identification of elements with Z greater than 14].

Figura 2: analisi di fluorescenza di raggi X (XRF), Ostensorio in cristallo di rocca, XIV secolo d.C., Barletta, Basilica del Santo Sepolcro.

Fig. 3

Figura 3: spettri di fluorescenza di raggi X (XRF), Croce angioina, 1297-1298 d.C. ca (proveniente probabilmente dalla bottega di Etienne Godefroy), Bari, Museo Nicolaiano, Basilica Pontificia di San Nicola.

Fig. 4

Figura 4: spettri di fluorescenza di raggi X (XRF), Stauroteca, X-XI secolo d.C., Monopoli (BA), Museo diocesano.

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