Introduzione

L’invenzione riguarda l’uso di un fascio di particelle accelerato da laser come strumento diagnostico per materiali d’interesse storico-culturale con il fine di produrre spettroscopie a emissione di raggi X (PIXE) e gamma (PIGE).

Caratteristiche Tecniche

La tecnica di spettroscopia PIXE consente di analizzare la composizione chimica di un materiale dallo studio dell’emissione di raggi X indotta dall’irradiazione con un fascio di protoni monenergetici con energie dell’ordine di 3-5 MeV. La tecnica è attualmente implementata mediante l’utilizzo di acceleratori di protoni classici che generano fasci monoenergetici ed a basso flusso. L’utilizzo di questo tipo di fasci limita l’analisi ai primi 10 micron sotto la superficie e richiede tempi di irradiazione molto lunghi. I ricercatori hanno sviluppato una strumentazione che utilizza fasci di protoni generati da meccanismi di accelerazione laser. I fasci così prodotti hanno energie variabile tra 500 keV e 40 MeV ed elevati flusso di particelle. Queste caratteristiche consentono una analisi più rapida e sui primi 100 micron sotto la superficie.

Possibili Applicazioni

• PIXE è una delle uniche tecniche diagnostiche che consente di recuperare la chimica completa del materiale sfuso. È quindi una delle tecniche più favorite nel settore dei Beni Culturali, dove la sfida principale è ottenere la maggior parte delle informazioni disponibili senza creare danni all’oggetto di indagine.

Vantaggi

• Analisi chimica completa su un volume più ampio dell’opera d’arte;
• Un’analisi “strato per strato” più profonda e precisa e, a seconda della struttura, una dose puntuale più elevata (ottenuta in uno o più tiri);
• Provoca un danno simile se non inferiore durante la scansione del campione;
• Possibilità di variare il volume investigato.