Taşınabilir XRF Cihazları Nedir ve Nasıl Çalışır ?

Çalışma Prensibi: Taşınabilir XRF, bir X-ışını kaynağı tarafından numuneye gönderilen X-ışınlarının, atom içindeki elektronları uyarması sonrası yayılan karakteristik floresans ışınlarını algılar. Her elementin “floresans ışıması” farklıdır, bu nedenle çoklu element analizi yapılabilir.

Hitachi XRF cihazları saha dışı (in-situ) analiz için tasarlanmıştır ve laboratuvar gereksinimini minimize eder. Aynı zamanda cihazla birlikte teslim edilen hafif stand ile cihazı bilgisayardan yönetebilir, laboratuvar tipi haline getirebilirsiniz.

HITACHI El tipi XRF cihazları arkeoloji, müzecilik ve üniversite araştırmalarında tahribatsız, hızlı ve yerinde analiz imkanı sunar.

1. Metal Eser Analizi

Amaç; Bronz eserlerin alaşımı, Demir silahlar , Sikkeler, Takılar, Heykeller, Zırh parçaları 

Örnek: Bir bronz baltada; Cu %87, Sn %11, Pb %2 ölçülür.

El tipi XRF cihazıyla alınmış sonuçlara göre; döküm teknolojisi, üretim dönemi, üretim merkezi, ticaret ağı yorumlanabilir.

Örneğin Roma döneminde bazı bölgelerde yüksek kurşunlu bronz tercih edilirken, Hitit döneminde arsenikli bronz daha yaygındır.

2. Antik Sikkelerin Orijinalliği

pXRF arkeolojik bulgu analizinde özellikle müzelerde en sık kullanılan yöntemlerden biridir.

Örneğin bir Roma sikkesinde beklenen; Ag %95 ölçülürken, Sahte bir sikkede; Ag %25
Cu %70 çıktığında kaplama olduğu anlaşılır. Böylece binlerce arkeolojik bulgu sikke bu şekilde sınıflandırılır. Portatif XRF cihazı ile bu tespit saniyeler içinde yapılır. 

3. Obsidyen Kaynak Analizi

pXRF için arkeolojinin en önemli kullanım alanlarından biridir.

Obsidyen volkanik camdır. Her volkanın kimyasal parmak izi farklıdır. 

Örneğin; Bir ok ucunda Rb, Sr,Zr,Nb oranları ölçülür. Daha sonra bu değerler;Kapadokya, Nemrut,Bingöl,Hasandağ gibi volkanlarla karşılaştırılır.

Sonuç: Ok ucu hangi volkanik kaynaktan çıkarıldığı belirlenebilir.

Bu yöntem sayesinde tarih öncesi ticaret yolları ortaya çıkarılmıştır. Akdeniz’de binlerce obsidyen eser el tipi XRF cihazı ile analiz edilerek belirli volkanik kaynaklarla eşleştirilmiştir.

4. Seramik Analizi

Portatif XRF’in en önemli kullanım alanlarından biridir.

Amaç: Bu çömlek; yerel mi? ithal mi? bunu anlamaktır.

pXRF ile;Fe,Ti,Rb,Sr,Zr ölçülür.Daha sonra aynı bölgedeki kil örnekleriyle karşılaştırılır.

Sonuçta; “Bu seramik Efes’te değil Bergama’da üretilmiş.” şeklinde yorum yapılabilir.

5. Toprak Analizi

Kazı başlamadan önce kullanılır.

Örneğin; 100×100 metre alan 5 metre aralıklarla taranır. Toprakta;P,Fe,Mn,Ca haritalandırılır.Bu sayede;ocak yerleri, mutfak alanları , metal işlikleri, atölyeler tespit edilir.

Kazı başlamadan önce potansiyel yapılar belirlenebilir. Minnesota’daki Reaume Fort kazısında pXRF ile yüzey jeokimyası kullanılarak bazı dolgu alanları ve arkeolojik özellikler başarıyla ayırt edilmiştir.

6. Tablo, fresk ve Pigment Analizi

XRF cihazları ile duvar resimleri, Freskler, Heykeller, ikona boyaları incelenebilir.

Örneğin; Hg bulunursa Cinabar (vermilion) tespit edilir. Cu bulunursa Azurit veya Malahit olabilir. Fe yüksekse Kırmızı okra kullanılmış olabilir gibi yorumlamalar mümkün kılınır.

7. Cam Analizi

Hitachi portatif XRF cihazları cam malzemeleri de analiz edebilir. Roma camları, Bizans camları, Osmanlı camları incelenebilir.

Elementler; K, Ca , Fe , Mn , Sb , Pb camın üretim teknolojisini gösterir.

8. İnsan ve Hayvan Kemikleri

El tipi XRF cihazları doğrudan yaş tayini yapmaz. Ancak; Sr, Ca ,Zn, Pb ölçülebilir.Bunlardan; beslenme alışkanlığı, ağır metal maruziyeti, çevresel etkiler araştırılabilir.

9. Altın Eser Analizi

XRF cihazları ile altın analizi en çok ilgi gören uygulamalardan biridir. Örneğin Bir Osmanlı yüzüğü;

Au %91, Ag %6, Cu %3 çıkabilir. Başka bir yüzük Au %74 çıkıyorsa farklı dönemde üretilmiş olabilir.

10. Arkeolojik Yapılar

Hitachi pXRF ile; taş bloklar, harç, sıva, tuğla analiz edilir. Böylece; hangi taş ocağından geldiği tespit edilebilir.

Dünyadan Gerçek Çalışmalar;

1) Maya Uygarlığı – Belize

Sahadaki obsidyen baltalar ve diğer eserler pXRF ile analiz edilmiş; kimyasal imzaları kullanılarak yüksek Guatemala ve Orta Meksika’daki obsidyen kaynaklarıyla ilişkilendirilmiştir. Böylece ticaret ağları ortaya konmuştur. 

2) Akdeniz Obsidyen Ticareti

Yaklaşık 8.500 obsidyen eser pXRF ile incelenmiş ve İtalya, Fransa, Hırvatistan, Malta, Yunanistan, Kıbrıs, Türkiye, İsrail ve Mısır’daki tarih öncesi ticaret ilişkileri değerlendirilmiştir. 

3) Peru – Cerro Baúl

Toprak kimyası analizleriyle metal işleme, yemek pişirme ve bira üretimi gibi farklı kullanım alanları birbirinden ayırt edilmiştir.

Hitachi taşınabilir XRF’nin Avantajları

• Numuneye zarar vermez. 
• Sonuçlar saniyeler içinde alınabilir. 
• Kazı alanında kullanılabilir. 
• Müzedeki eserler taşınmadan analiz edilebilir. 
• Binlerce eserin hızlı taranmasına uygundur. 
• Düşük işletme maliyetine sahiptir. 
• Aynı eser farklı zamanlarda tekrar ölçülebilir.

Hitachi X-MET8000’in Arkeolojideki Güçlü Yönleri

Hitachi X-MET8000 serisi, arkeolojik uygulamalarda öne çıkan özelliklere sahiptir:

• SDD (Silicon Drift Detector) sayesinde düşük ölçüm sürelerinde yüksek sayım istatistiği. 
• Hafif ve ergonomik tasarımıyla kazı alanında uzun süreli kullanım. 
• Wi-Fi ve bulut veri aktarımı ile saha sonuçlarının hızlı paylaşımı. 
• Müzelerde ve koruma laboratuvarlarında esere zarar vermeden analiz yapılabilmesi. 
• Alaşım, jeoloji ve madencilik deneyiminden gelen geniş element kütüphanesi sayesinde metal eser analizlerinde güçlü performans. 

Hitachi taşınabilir XRF cihazları halihazırda arkeoloji alanında; ODTÜ, Erzurum Atatürk Üniversitesi, Hacı Bayram Veli Üniversitesi, Eskişehir Osman Gazi Üniversitesi, Türk Atom Enerjisi Kurumu, Ankara Restorasyon ve Konservasyon Laboratuvarı, Gaziantep Restorasyon ve Konservasyon Laboratuvarı, Nevşehir Restorasyon ve Konservasyon Laboratuvarı , Trabzon Restorasyon ve Konservasyon Laboratuvarı, Bursa Restorasyon ve Konservasyon Laboratuvarı, Erzurum Restorasyon ve Konservasyon Laboratuvarı, Diyarbakır Restorasyon ve Konservasyon Laboratuvarı, Hatay Restorasyon Ve Konservasyon Laboratuvarı, Koç Üniversitesi Arkeoloji Laboratuvarı ve daha birçok kurum ve firma tarafından performanslı bir şekilde kullanılmaktadır.