1 cm
Inchiostri
metallo-gallici
1)
1 mm
Mappa del Cu
Mappa del Fe
Documento del
XVII secolo,
Archivio di Stato di
Firenze
Mappa dello S
Possibilità di selezionare aree
“buone”, da cui estrarre
informazione quantitativa
affidabile
b
500
Counts
a
a)
400
Ca
Mg Al
200
S
Si
K
Fe
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Energy (keV)
1400
a)
1200
8
0
PIXE
300
Fe
Counts
Counts
Cu
600
6
7
8
Fe
Mn
Zn
Ca
50
Mn
Cu Zn
0
3
4
5
6
7
Energy (keV)
8
9
10
60
11
12
2
PIGE 60
70
a)
Na
441 keV
40
30
10
10
400
500
Energy (keV)
6
7
8
9
10
11
12
b)
30
20
300
5
40
20
0
200
4
50
Counts
50
3
Energy (keV)
70
Counts
5
100
2
Ricostruzione di
spettri a posteriori
4
Ca
150
0
a
3
200
800
200
Ca
2
b)
250
400
b
1
Energy (keV)
1000
a
S
Si
100
Fe
0
Si
Mg Al
200
100
b
Ca
300
300
Na
2 mm
b)
400
Counts
Fe
500
600
700
800
0
200
300
400
500
Energy (keV)
600
700
800
Fe
CuXXray
raymap
map
Foto Standard
Foto con luce da
dietro
La struttura a
strati delle pitture
su tavola o tela
Due problemi:
1) discriminare vernice
da strati pittorici e fondo
2) Rivelare gli elementi
leggeri negli strati
pittorici sottostanti la
vernice (assorbimento X di
bassa energia)
Leonardo da Vinci
Madonna dei fusi
versione ex-Reford
(collezione privata)
Olio su tavola, 50 x 36
presumibilmente dipinto
nel 1501
Alcune aree blu - I
• strato pittorico
– Co  blu di cobalto (CoO·Al2O3)
– Zn  bianco di zinco (ZnO) come
schiarente
30
2.8 MeV
pigmenti usati a partire dall’inizio
del XIX sec
Counts/nC
25
Zn
Pb
20
15
Fe
10
Co
Ca
5
0
interventi di restauro
(soprattutto sul manto della
Madonna)
Pb da alone del fascio su zone attigue
100% Ca, Fe e 2.5% Zn da vernice
2
4
6
8
10
12
Energy (keV)
14
16
Aree blu - II
• In altre zone blu le misure PIXE hanno
evidenziato:
– grosse quantità di Pb bianco di piombo
– nessun elemento caratterizzante pigmenti
blu (come poteva essere ad esempio Cu per
azzurrite)
100
Counts/nC
2.8 MeV
Pb
80
60
40
Fe
20
Ca
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Energy (keV)
Le misure PIGE hanno permesso di
identificare il lapislazzuli attraverso la
rivelazione dei gamma da 441 keV del sodio,
emessi a seguito della reazione 23Na(p,p’g)
Esempi di spettri PIGE
100
Pb
80
3
60
40
Fe
20
0
2000
Na
Counts/nC
Counts/nC
Montagne,
blu
originale
4
2
1
Ca
0
4000
6000
8000 10000 12000 14000 16000
Energy (eV)
340
Spettri PIXE
380
400
420 440 460
Energy (keV)
480
500
520
Spettri PIGE
8
30
Zn
25
2.8 MeV
20
15
Co
Fe
10
5
0
2000
Pb
Counts/nC
6
Counts/nC
Abito della
Vergine,
zona blu
restaurata
360
4
2
Ca
0
4000
6000
8000 10000 12000 14000 16000
Energy (eV)
340
360 380
400
420 440 460
Energy (keV)
480 500
520
Datazione di rocce (monazite)
Scopo: determinare le concentrazioni di U, Th and Pb in
un cristallo di monazite per datatarlo con il metodo UTh-Pb
 dimensioni tipiche dei cristalli:
 poche centinaia di micron
 concentrazione del Pb dell’ordine del
centinaio di ppm (MDL of EDS-EM)
 m-PIXE particolarmente adatto per
questo studio
Profili di concentrazione U – Pb - Th
Pb
U
2500
100000
2000
80000
60000
40000
300
250
Conc. (ppm)
120000
Conc. (ppm)
Conc. (ppm)
Th
1500
1000
200
150
100
20000
500
50
0
0
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
1
2
Ma
Age
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Età misurate:
 65 Ma
 35 Ma
0
1
2
3
4
5
6
7
8
3
4
5
6
7
8
Analisi di disegni a punta metallica
su carte preparate
Vari tipi di stilo
metallico per
scrivere su carta
( Köln, museo
diocesano)
Rogier Van der Weyden
S. Luca che ritrae la Vergine
(dettaglio)
Boston, Museum of Fine Arts
Stilo d’argento
(Hannover, Landesmuseum)
Pisanello
PROFILO DI DONNA
Parigi, Louvre
Punta metallica su carta
preparata
Paolo
Uccello
STUDIO DI
CAVALIERE
Uffizi, Gabinetto
Disegni e Stampe
Punta metallica,
carta preparata a
bianco di piombo e
terra verde
BENOZZO GOZZOLI
COPIA dal
GRUPPO DEI DIOSCURI DI
MONTE
CAVALLO
London, British Museum
Punta metallica + bianco di
piombo
Su carta preparata
Leonardo da
Vinci
STUDIO DI DRAPPEGGIO
Roma, Istituto Nazionale per
la Grafica
punta metallica + bianco di
piombo su carta preparata
Analisi di disegni a punta metallica
Analisi per scopi conservativi: opere delicate e preziose, poco
studiate e solo dal punto di vista storico artistico
• Problema: non uniformità (su
scala << 1 mm) del segno
lasciato dalla punta metallica, in
presenza di una carta la cui
preparazione colorata può
contenere composti dello stesso
metallo
Necessità di tecnica di “imaging”,
con risoluzione delle decine dei
micron e assolutamente non
distruttiva
1 mm
Test su campioni preparati in laboratorio
• Carta preparata con cinabro (HgS) e bianco di piombo
Stilo di Pb
2 mm
Mappa Pb