Analytische Chemie
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Gold ist eines der sieben schon im Altertum bekannten Metalle und wurde wg. seines Glanzes und seiner Seltenheit von alters her als Tauschmittel und zur Herstellung von Schmuck benutzt. Außerdem ist es einfach bearbeitbar und weitestgehend gegen chemische Einflüsse resistent.
Die Untersuchungen von Gold mit synchrotronstrahlungsangeregter Röntgenfluoreszenzanalyse sind zerstörungsfrei und geben Auskunft über die in der untersuchten Probe vorhandenen chemischen Elemente.
Bei den hier vorgestellten Untersuchungen an der BAMline stehen Fragestellungen wie Herkunft, Herstellungsverfahren und Zusammengehörigkeit von Goldfunden im Vordergrund. Die verschiedenen Fragestellungen werden an einer Reihe von Beispielen erläutert die vom Wikingerschatz aus Hiddensee über die Himmelsscheibe von Nebra bis hin zu Funden aus Ägypten langen. Zusätzlich werden die modernen Messmethoden vorgestellt, die am Synchrotron heutzutage zur Verfügung stehen.
Gold ist eines der sieben schon im Altertum bekannten Metalle und wurde wg. seines Glanzes und seiner Seltenheit von alters her als Tauschmittel und zur Herstellung von Schmuck benutzt. Außerdem ist es einfach bearbeitbar und weitestgehend gegen chemische Einflüsse resistent.
Die Untersuchungen von Gold mit synchrotronstrahlungsangeregter Röntgenfluoreszenzanalyse sind zerstörungsfrei und geben Auskunft über die in der untersuchten Probe vorhandenen chemischen Elemente.
Bei den hier vorgestellten Untersuchungen an der BAMline stehen Fragestellungen wie Herkunft, Herstellungsverfahren und Zusammengehörigkeit von Goldfunden im Vordergrund. Die verschiedenen Fragestellungen werden an einer Reihe von Beispielen erläutert die vom Wikingerschatz aus Hiddensee über die Himmelsscheibe von Nebra bis hin zu Funden aus Ägypten langen. Zusätzlich werden die modernen Messmethoden vorgestellt, die am Synchrotron heutzutage zur Verfügung stehen.
The Color X-ray Camera CXC or SLcam® is an energy-resolving X-ray camera capable of energy- and space-resolved measurements. It consists of a high-speed CCD detector coupled to a polycapil-lary optic that conducts the X-ray photons from the probe to distinct pixels onto the detector.
The camera is capable of fast acquisition of spatially and energy resolved fluorescence images. A dedicated software enables the acquisition and the online processing of the spectral data for all 69696 pixels, leading to a real-time visualization of the elements distribution in a sample. It was developed in a joint project with BAM, IFG Berlin and PN Sensors.
In this contribution we will mainly discuss the use of the CXC at our beamline, the BAMline at BESSY II and imaging applications of the CXC from different areas, like biology and archaeometry. Additionally new developments for the use of the detector without optics, like wavelength dispersive detection or 1shot-XANES, will be presented.
Gold mosaics, made from gold and glass, are one of the best expressions of Late Antique Byzantine and Early Islamic art. The gold alloys, whose composition seems to indicate that gold coins were re-used to fabricate the tesserae, can be used to provide information on the mosaics chronology. Monetary Byzantine gold is in fact characterized by the presence of Pt, which contents in the gold alloy change over time, but Pt must be measured in 0.2-0.4 µm thickness gold leaves that were beaten to be sandwiched between two glass layers.
To analyze this samples the D²XRF set-up at the BAMline at the BESSY synchrotron in Berlin was used. The combination of a crystal for wavelength dispersion and an energy resolving single photon counting pnCCD allows the realization of this very simple wavelength dispersive detection system. With this system an MDL of 1 μg/g for the determination of Pt in Au under optimal conditions can be reached.
Gold leaf tesserae from nine archaeological sites, covering the period that goes from the 5th c. to the 8th c., were analyzed. The presence of Pt in the majority of the samples confirmed the re-use of coins. The Pt contents separate the samples in three groups, one of which having the same chemical characteristics as the Byzantine gold could be compared to dated coins for chronology. The higher Pt contents for one of other groups suggest
The gold finds from Bernstorf, in the Freising district of Bavaria, were discovered in 1998, in the area of a Bronze Age settlement. First analyses with X-ray fluorescence (XRF) revealed gold of an unusually high purity grade, which was explained by using cementation techniques.
A newer analysis with laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA–ICP–MS) indicated an even higher purity. These analytical results were the starting point of an ongoing discussion. The amount and type of the detected contaminants were highly controversial and led to contradictory interpretations.
We reanalysed 11 gold samples with synchrotron radiation induced X-ray fluorescence (SRXRF) at the BAMline at BESSY-II. To reach the desired detection limits a thorough analysis with three different excitation energies and detection conditions were applied to confirm or disprove the previous results.
In this contribution we will get into the details for the need of the different measurement conditions and the virtues of the use of synchrotron radiation. The use and effectiveness of cementation techniques will be addressed. Finally we will present the achieved results and their impact on the discussion.
The BAMline at the synchrotron BESSY II in Berlin supplies users with up to date analytical x-ray methods for the energy range between 5 and 50 keV. Additional to XRF with micron Resolution it provides amongst other things the possibility to use TXRF and XANES. Especially the use of
the so-called Color X-Ray Camera (CXC) opens the possibility to use new and effective detection schemes, which allow to measure simultaneously distributions of elements or Absorption spectra in a motionless mode.
In this talk the analytical possibilities at the BAMline for samples with biological Background will be introduced. The available methods will be presented and discussed for various examples.
A perspective for the future use for XANES in grazing emission and TXRF geometries for plant materials will be given.
Die Eigenschaften und die Verlässlichkeit von Materialien jeglicher Art sind seit jeher die Grundlagen der Technik einer Gesellschaft. Tiefgreifende Kenntnisse über sie sind deshalb eine Voraussetzung um neue Produkte zu entwickeln, Verlässlichkeit zu gewährleisten, oder aber auch, wie in der Archäometrie, Kenntnisse über die Vergangenheit zu gewinnen. Ein Schlüssel zum Verständnis ist das Wissen über die chemische Zusammensetzung und die Struktur von Materialien Die Analyse mit Synchrotronstrahlung bietet hierfür herausragende Werkzeuge an, die zerstörungsfrei und hochsensitiv sind. Mit Röntgenfluoreszenzanalyse kann die elementare Zusammensetzung in winzigen Proben bis auf μg/g bestimmt werden. Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Themengebieten, aber besonders von archäologischen Fragestellungen wie z.B. dem Goldfund von Bernstorf werden im Vortrag vorgestellt.
News from the BAMline
(2017)
Gold ist eines der sieben schon im Altertum bekannten Metalle und wurde wg. seines Glanzes und seiner Seltenheit von alters her als Tauschmittel und zur Herstellung von Schmuck benutzt. Außerdem ist es einfach bearbeitbar und weitestgehend gegen chemische Einflüsse resistent. Die Untersuchungen von Gold mit synchrotronstrahlungsangeregter Röntgenfluoreszenzanalyse sind zerstörungsfrei und geben Auskunft über die in der untersuchten Probe vorhandenen chemischen Elemente. Bei den hier vorgestellten Untersuchungen an der BAMline stehen Fragestellungen wie Herkunft, Herstellungsverfahren und Zusammengehörigkeit von Goldfunden im Vordergrund. Die verschiedenen Fragestellungen werden an einer Reihe von Beispielen erläutert die vom Wikingerschatz aus Hiddensee über die Himmelsscheibe von Nebra bis hin zu Funden aus Ägypten langen. Zusätzlich werden die modernen Messmethoden vorgestellt, die am Synchrotron heutzutage zur Verfügung stehen.