PGAI-NT

Im Wesentlichen archaeologische Artefakte, bisher z.B.:

• In römischem Münzgewicht aus Blei wurden Kupferstücke im Inneren nachgewiesen – diese wurden vermutlich in betrügerischer Absicht zur Gewichtsreduzierung zugefügt.
• Untersuchung des Inhalts eines christlichen Reliquiars.
• Amulettkapseln, Siegel etc.

Denkbar sind auch Anwendungen in der zerstörungsfreien Prüfung von Werkstücken – z.B. Untersuchung innerer Ablagerungen in Hohlräumen. Eine Anwendung der Kombination von PGAA aund NT findet sich in [1].

Für die PGAI wird der bereits kollimierte Strahl noch weiter mit einem zusätzlichen Kollimator begrenzt. Für die NT wird dagegen der Modus mit der elliptischen Verlängerung in Kombination mit einer Lochblende im Fokuspunkt verwendet – es handelt sich also um eine konische Strahlgeometrie.

• Lochblende (B₄C) im Fokuspunkt als künstliche Punktquelle für konische Tomographie.
• Glättung des Strahlprofils durch Graphitfilter.
• Max. Distanz Öffnung-Probe: 800mm.
• x-y-z-ɷ-Tisch (xHuber): Rotation mit 200 Schritten pro Grad, zusätzliches Getriebe (20:1) einbaubar.
• Szintillator: Al-Platte (Dicke 1mm), ⁶LiF/ZnS(Ag)/P, Schichtdicke 50μm, Auflösung 84µm.
• 5,5 Megapixel CMOS-Kamera (Andor Neo) mit 100mm-Makroobjektiv (Zeiss Milvus).
• Field-of-View 30mm-100mm
• L/D = 250.

• Fluss siehe PGAA (kollimierter Strahl)
• B₄C-Lochblende: Dicke 6mm, Lochdurchmesser 2mm
• Kleinstes Strahlprofil (Isovolumen): horizontal 3.2mm / vertikal 2.7mm
• x-y-z-ɷ-Tisch (xHuber): siehe NT

Mehr Details des NT-Aufbaus finden sich in [2].

Maximale Probenabmessungen: 70×70×70 mm³.

Für die PGAI ist der Zeitbedarf stark abhängig von der Probenzusammensetzung und der Fragestellung. Für eine Messung mit ausreichender Statistik sollte pro Messvolumen mit 0,5 bis 4 Stunden gerechnet werden. Wir bitte daher die Messungen unbedingt im Vorfeld und zusammen mit den Instrumentwissenschaftlern durchzuplanen. In der Regel sind Hauptbestandteile gut erreichbar, während Spurenelemente vielfach nicht erfasst werden können – mit Ausnahmen wie z.B. Bor.

Die NT wird zur Visualisierung und Ergänzung der PGAI- oder auch der (Bulk-)PGAA-Ergebnisse genutzt. Eine reine NT bietet die Elementanalysegruppe üblicherweise nicht an – in diesem Fall stehen am MLZ aber die Instrumente ANTARES und NECTAR zur Verfügung.

[1] Kluge, E. J.; Stieghorst, C.; Wagner, F.; Gebhard, R.; Revay, Z. & Jolie, J. (2018), ‘Archaeometry at the PGAA facility of MLZ – Prompt gamma-ray neutron activation analysis and neutron tomography’, Journal of Archaeological Science: Reports 20 , 303-306.

[2] Kluge, E. J.; Stieghorst, C.; Révay, Zs.; Kudějová, P.; Jolie, J. (2019), Optimization and characterization of the PGAI-NT instrument’s Neutron Tomography set-up at MLZ, Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A, Volume 932, p. 1-15.