Doświadczenia w wykorzystaniu radiografii cyfrowej w badaniu zabytków archeologicznych przez Narodowe Muzeum Morskie w Gdańsku Irena Rodzik*, Katarzyna Mielcarek**, Katarzyna Schaefer* *Narodowe Muzeum Morskie w Gdańsku, Dział Konserwacji Muzealiów, Gdańsk ** Politechnika Gdańska - Tczew, 10.05.2018

RTG w Narodowym Muzeum Morskiem w Gdańsku Historia doboru sprzęt IR

RTG w Narodowym Muzeum Morskiem w Gdańsku Historia doboru sprzęt IR

RTG w Narodowym Muzeum Morskiem w Gdańsku Historia doboru sprzęt IR

RTG w Narodowym Muzeum Morskiem w Gdańsku Historia doboru sprzęt IR

RTG w Narodowym Muzeum Morskiem w Gdańsku Historia doboru sprzęt Czyje zezwolenie jest potrzebne? IR

Pracownia rentgenowska w Centrum Konserwacji Wraków Statków w Tczewie W planach na początku było inne niewielki pomieszczenie, ale składając pisma o pozwolenie, okazało się, że nie spełnia ono warunków, ze względu na niedostateczną wymianę powietrza, nie spełnia wymiarów, gabarytów (za niskie pomieszczenie). Może służyć jedynie jako magazyn dla lampy przenośnej. Jak przenośnej to praca tylko w terenie. A my potrzebowaliśmy pomieszczenia do badań.

Pracownia rentgenowska w Centrum Konserwacji Wraków Statków w Tczewie

Pracownia rentgenowska w Centrum Konserwacji Wraków Statków w Tczewie Poniższe dane są jednymi z kilku, które były potrzebne do oszacowania osłon przeciw promieniowaniu jonizującemu: W żadnym przypadku wiązka główna promieniowania jonizującego nie będzie skierowana na żadną ze ścian Gabinetu RTG, możliwe ekspozycje skośne. Pracowania RTG zlokalizowana w piwnicy. Wszystkie ściany kabiny RTG obłożone są panelem z ołowiem, zapewniającym bezpieczeństwo osób znajdujących się w sterowni czy w korytarzu. Pracownia jest wykonana ze szczególną starannością. Nawet wolna przestrzeń w progu drzwi można zasłonić specjalnym progiem ołowianym.

Pracownia rentgenowska w Centrum Konserwacji Wraków Statków w Tczewie Zestawienie pomieszczeń Pracowni RTG: Kabina RTG o wymiarach wewnętrznych 3400 x 3830 x 2650 mm Sterownia o wymiarach wewnętrznych 2230 x 3830 x 2650 mm Przedsionek o wymiarach wewnętrznych 1830 x 5780 x 2650 mm Zadania Działu Konserwacji Muzealiów w NMM: Zapewnienie opieki konserwatorskiej zabytkom na wystawach stałych i czasowych oraz w magazynach wraz z monitorowane warunków klimatycznych Przeprowadzanie zabiegów konserwatorskich W trakcie konserwacji zabytków szczególny akcent kładzie się na usuwanie oznak zniszczenia (w tym produktów korozji, warstw konkrekcji) oraz zapobieganie dalszej degradacji. W pracy konserwatora niezwykle pomocnym narzędziem są badania radiograficzne. (pozwalają określić granicę, pomiędzy warstwą niepożądaną (produkcji korozji, konkrecja) a obiektem. Tym samym tego typu badania ułatwiają pracę konserwatora, ponieważ pomagają na zastosowanie odpowiedniej metody czy te chemicznej czy mechanicznej, a tym samym nie uszkodzenie obiektu. W CKWS, oddziale NMM jedną z podstawowych metod wykorzystywanych w początkowej fazie prac konserwatorskich jest promieniowanie rentgenowskie.

Parametry pracy aparatu rentgenowskiego Typ: SITE-XS D2504 - Zakres napięcia → 70 - 250 kV - Zakres prądu → 1 - 4 mA - CZAS (max 1 godz.) Wybrane cechy: - Promiennik z wysuniętą anodą 250 kV/4mA Ognisko 2,5 x 2,5 mm Waga głowicy bez pierścieni ochronnych: 19 kg Zalecana temperatura otoczenia: -25°C do 70°C Napięcie wpływa na penetracje promieniowania. (gdy damy zbyt niskie, będzie biały obraz, bez kształtu obiektu), (gdy damy zbyt duże wartości to obraz będzie prześwietlony i nie zauważymy szczegółów). Prąd wpływa na ostrość. Wraz ze wzrostem wartości prądu, ostrość wzrasta.

Parametry pracy aparatu rentgenowskiego Typ: SITE-XS D2504 Urządzenie sterujące lampą

System radiografii obliczeniowej Industrex HPX-1 CR Skaner ten obsługuje 2 tryby skanowania płyt obrazowych: Skanowanie płyt obrazowych naświetlanych w giętkich kasetkach – z przeznaczeniem do badania luf, małe elementy Skanowanie płyt obrazowych naświetlanych w kasetach sztywnych – z przeznaczeniem do obiektów płaskich. Kasety sztywne umożliwiają pracę w warunkach światła dziennego oraz bez kontaktu operatora z płytą – skaner automatycznie pobiera płytę obrazową z kasety, następnie skanuje, kasuje i pakuje na powrót do kasety, czyniąc ją gotową do ponownego użytku. Jeżeli kasety nie zostaną zarysowane i nie będziemy stosować największych wartości mocy to ich żywotność jest bardzo długa. Skaner ten obsługuje określony format. Maksymalny rozmiar to 35 cm na 153 cm. (na daną chwilę, takie oferuje producent). --- sztywne Płyty te mogą być również przycinane na wymiar lub do wymaganego kształtu (niekoniecznie prostokątnego). Jest to idealne rozwiązanie do badania obiektów z trudnym dostępem. --- giętkie Wydajność systemu – skanowanie płyty w około 20 sekund. System radiografii cyfrowej pozwala na wielokrotne używanie płyt obrazowych. System ten pozwala na porównywanie na ekranie kilku zdjęć, umożliwia wymiarowanie prześwietlanego zabytku.

Jeżeli naszym obiektem do prześwietlania są np Jeżeli naszym obiektem do prześwietlania są np. kotwice, które nie jesteśmy w stanie przenieść do pracowni RTG to wtedy wykonujemy „badania w terenie” tzn. na hali konserwatorskiej w CKWS to wiązka główna promieniowania RTG musi być tak skierowana, aby nie powodowała niebezpieczeństwa dla przechodniów, osób znajdujących się w pobliżu budynku. Informujemy pozostałych pracowników muzeum o wykonywaniu badań oraz wygradzamy strefę bezpieczeństwa taśmami. Używamy również dozymetrów i wykonujemy prace tylko w poniedziałki, gdy muzeum jest zamknięte dla zwiedzających. Dysponujemy 20-metrowym przewodem, umożliwiającym dużą mobilność poruszania się po hali konserwatorskiej. Kilka sekund zwłoki (opóźnienia we włączaniu się lampy) Zestaw mobilny do wykonywania zdjęć rentgenowskich przeznaczony jest do wykonywania zdjęć RTG zabytków o różnej grubości i gęstości materiału. Jeśli byśmy kiedyś wykonywali badania i potrzebowali to umożliwia nam wykorzystanie agregatu prądotwórczego.

Badania zabytków Obszary promieniowania jonizującego w badaniach dzieł sztuki: - Diagnostyka - Obrazowanie - Dokumentacja Badania mechanizmu używania obiektu Badania nad pochodzeniem, datowaniem oraz identyfikacją falsyfikatów Techniki rentgenowskie dają możliwość odkrycia tego, co nie jest widoczne gołym okiem. Badania struktury obiektu i produktów korozji w formie charakterystycznych nawarstwień wykonywane są w celu: Ustalenia autentyczności obiektów Uzyskania informacji o technice stosowanej przez autora dzieła Zaplanowania procesów konserwatorskich dla danego obiektu Poznania historii obiektu: gdzie był używany, w jakim przedziale czasu, w jakim celu i z jakiego materiału został wykonany oraz jaki był jego stan zachowania po wydobyciu

Arsenał z Rowów… Teraz chciałabym Państwu przedstawić przykład, gdzie wykorzystuje metody radiograficzne do badań nad pochodzeniem, określeniem wieku, materiału i stanu zachowania. NMM pozyskało do swoich zbiorów niezwykle cenne eksponaty. Muzealną kolekcję wzbogaciły pistolety z zamkiem kołowym z 17 i 18 wieku. Podwodny arsenał został odkryty podczas prac nad budową sztucznej rafy w Rowach.

Arsenał z Rowów… Płetwonurkowie z Urzędu Morskiego w Słupsku, wspierani przez archeologów podwodnych i konserwatorów z NMM wydobyli w sierpniu 2015 roku z wody zbiór broni palnej oraz fragmenty drewnianych beczek i skrzyń, służących prawdopodobnie do przechowywania i transportu broni. Nie wiadomo, w jaki sposób beczka pełna pistoletów znalazła się w Bałtyku około dwustu metrów od brzegu. Być może wypadła ze statku, zostają nam tylko hipotezy.

Pistolety z XVII i XVIII wieku -

Pistolety z XVII i XVIII wieku (stan PRZED konserwacją) RTG daje nam możliwość sprawdzenia, jak wyglądają mechanizmy działania zabytków, bez uszkodzenia eksponatu, jak np. w przypadku tych pistoletów. Konstrukcje te są nierozbieralne lub tak skorodowane, że ich analizowanie bez uszkodzenia byłoby niemożliwe.

Pistolety z XVII i XVIII wieku Prześwietlenia przez aparat Rontgena w naszej placówce w Tczewie pozwoliły nam dokładnie obejrzeć mechanizm tej broni. To niezwykle ważne podczas procesu konserwacji, ale też dało nam możliwość sprawdzenia jak wyglądają mechanizmy tej broni bez uszkodzenia eksponatu. Niestety nie znaleziono żadnych napisów, inskrypcji, które pozwoliłyby zidentyfikować datę produkcji czy pochodzenia broni.

Pistolety z XVII i XVIII wieku (pierwszy etap konserwacji) Zabytkową broń prześwietlono aparatem Rontgena. Między innymi na tej podstawie ustalono, że to pistolety z tak zwanym zamkiem kołowym. Tego typu broń była używana od połowy szesnastego do przełomu siedemnastego i osiemnastego wieku. Między innymi przez oficerów, kawalerię oraz w trakcie walk na morzu na krótkich dystansach.

Pistolety z XVII i XVIII wieku (pierwszy etap konserwacji)

Pistolety z XVII i XVIII wieku (aktualny stan zachowania pistoletów)

Inne przykłady wykorzystania technik radiograficznych -

Element łączony Po wizualnych oględzinach widzieliśmy drewno i skórę. Nikt nie spodziewał się, że w środku znajduję się metalowy element. Wykonanie RTG okazało się bardzo przydatne.

-

-

RTG Wizualnie nie była zauważalna aż tak dużo ilość metalowych elementów. Dzięki RTG możemy również określić ich długość metalowych gwoździ. Wykorzystanie znaczników ołowianych Parametry: 100 kV; 3,1 mA; 10 min.

RTG z filtrem

Informacja o zabytku: Pudełko składa się z prostokątnego dna, dwóch bocznych, łukowatych ścianek. Dwóch ścianek dłuższych z których jedna jest ustawiona skośnie do denka. Przy jednym skośnym boku drut miedziany wygięty, który tworzy oczka (miejsca do wstawienia przyborów kreślarskich). Całość skręcona miedzianymi śrubami. Drewno nie heblowane - charakterystyczne zadziory. Stan średni, drewno miękkie, małe ubytki. Na powierzchni zachowane resztki farby. Całość przesączona związkami żelaza.

RTG Parametry: 100 kV; 3,1 mA; 10 min.

RTG z filtrem

Na trzech kolejnych slajdach mamy obrazy rentgenowskie, które używamy również na pocztówkach… Ale promieniowanie rentgenowskie może samo w sobie być źródłem tworzenia sztuki. Od wieków bowiem technika była używana w sztuce do tworzenia czegoś nowego i nieoczekiwanego. Użycie promieniowania rentgenowskiego do tworzenia fotografii rentgenowskiej ujawnia elegancję oraz piękno. Czarno białe fotografie uzyskane przy pomocy nie odbitego od obiektów światła, ale przenikającego przez nie promieniowania rentgenowskiego, zachwycają oczy, zaskakują i urzekając, pokazując wewnętrzną strukturę obiektów.

-

-

Dobór parametrów i analiza danych slajd mówiący o tym, że nie mamy gotowych norm jakim mamy wykonywać ekspozycję tylko musimy sami ich szukać. Sami tworzymy bazę danych, dzięki temu że zajmujemy się zabytkami ze środowiska wodnego, musimy stworzyć swoje dane, które będą odnosić się do naszego środowiska. Kalkulator dla przemysłu, my nie mamy takich norm, przeliczających nam jakie parametry mamy użyć W kalkulatorze wpisując np. grubość stali, to wtedy oblicza się wartości napięć i mocy. My nie mamy norm, my ciągle poszukujemy, robimy próby, uczymy się cały czas. To doświadczenie cały czas mówi nam, że przydałaby nam się lampa o niższych mocach.

Zastosowanie filtra 100 kV 4 mA 2 min Wybrane funkcje i własności oprogramowania Industrex: Możliwość użycia filtrów, pozwalających operatorowi przeglądania obrazu ze wzrastającą szczegółowością i przejrzystością Płynne dostrajanie kontrastu oraz jasności.

Zastosowanie filtra 250 kV 4 mA 15 min W zależności od materiału otrzymujemy inne wyniki.

Porównanie zdjęć o różnych parametrach 250 kV 4 mA 2 min 100 kV 4 mA 2 min Porównując te dwa zdjęcia, zauważamy, że więcej szczegółów mechanizmu widać na prawym zdjęciu, gdzie napięcie wynosi 100 kV. Dlatego nie ma potrzeby stosowania maksymalnej wartości. Stosowanie dużych wartości napięć niekorzystnej również wpływa na kasety. Przedział napięcia 70-250 kV

Porównanie zdjęć o różnych parametrach 250 kV 4 mA 2 min 100 kV 4 mA 2 min -

Porównanie zdjęć o różnym czasie naświetlania 250 kV 4 mA 2 min 250 kV 4 mA 15 min Również czas ma znaczenie, dla lepszego poznania tego co nie widzimy gołym okiem zalecane jest dłuższe naświetlanie.

Porównanie zdjęć o różnym czasie naświetlania 250 kV 4 mA 2 min 250 kV 4 mA 15 min (zbliżenie)

Porównanie zdjęć różnym czasie naświetlania 250 kV 4 mA 2 min 250 kV 4 mA 15 min -

Wymiarowanie Oprogramowanie Industrex daje pakiet narzędzi pomiaru odległości, kąta, wymiarów promienistych od punktu centralnego oraz pomiaru grubości.

Co dalej? Mamy do prześwietlenia jeszcze około 60 pistoletów. Cały czas napływają do nas nowe zabytki, wydobyte przez nasz Dział Badań Podwodnych.

100 kV 3,1 mA 10 min Nasze plany – lampa o niższej mocy. W danej chwili najniższa wartość napięcia to 70 kV. Często [w przypadku zabytków z materiałów organicznych] nasze zabytki są prześwietlone, bo używamy zbyt wysokich wartości i przez to nie zauważamy istotnych szczegółów śrua 40 kV 3 mA 1 min

Współpraca z firmami, które posiadają tomografię komputerową. Metoda ta daje szczególne korzyści w przypadku obiektów przestrzennych, np.: rzeźb, [ale i brył skamieliny pochodzących z badań archeologicznych] gdzie „klasyczne prześwietlenie” daje obraz sumaryczny często nieczytelnych i trudnych do interpretacji. Współpraca między muzeami. Tomografia komputerowa mumii.

Dziękuję za uwagę! -