シンクロトロン放射光蛍光X線分析による美術考古学試料の2次元非破壊分析

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63890003
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 中井 泉 筑波大学, 化学系, 講師 (90155648)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 一雄 名古屋大学, 名誉教授 ; 望月 明彦 国立沼津工業高等専門学校, 工業化学科, 助教授 (40043161) ; 飯田 厚夫 高エネルギー物理学研究所放射光実験施設, 助教授 (10143398) ; 河嶌 拓治 筑波大学, 化学系, 教授 (50041760)
• Keywords: 放射光 / 蛍光X線分析 / イメージング / 非破壊分析 / 美術考古学試料 / 2次元分析 / 状態分析 / X線吸収端

Research Abstract

蛍光X線分析は高エネルギー物理学研究所、放射光実験施設BL4Aに於て、単色光を用いたSSDを検出器とするエネルギー分散法によって行った。2次元分析は、4象限スリットで数百ミクロンに紋ったビームをXZステージ上のサンプルの照射し、ステージを数百ミクロンステップでXZ方向に移動させ、各点の蛍光X線強度を測定し、パソコンにより濃度分布を2次元のイメージとしてカラーグラフィック表示した。今年度で以下の成果が得られたので、今後は実試料へさらに応用を試みる。
(1)放射光蛍光X線分析の非破壊高感度多元素同時定量性という長所を生かして、試料の産地、交易経路、制作年代などの推定のもとになる指標元素の定量法を開発した。岡山県とエジプトで発掘された遺物124種について分析を行い、結果をアルカリ石灰ガラスと釉薬の試料についてZr/Rb-Sr/Rb比としてグラフにプロットした所、5つのクラスターの形成が見られ、原産地との相関を示した。
(2)考古学試料の2次元イメージング分析法を確立した。本法により、試料の美術的模様と元素分布の対応が可能となった。イメージングを行った主な試料は、九谷焼きの皿、エジプト出土のエナメルガラス(12,3世紀)、エジプト18王朝のコアガラス、プトレマイオス朝のモザイクガラスである。いずれも、高感度(ppmレベル)で高分解能(100μ)の元素別2次元濃度分布が測定できた。
(3)X線吸収端のケミカルシフトを利用して、顔料、彩釉陶器の釉薬などに含まれる、有色金属元素の状態分析法の開発を行った。実試料として複数の原子価をとりうるFe,Cu,Mnによって異なった色に着色された古代ガラスを選び、X線吸収端スペクトルを測定した所、試料中の金属の原子価と着色の間に良い対応関係が見られた。本法により、原料産地や、焼成温度などの推定に有益な知見を得ることができるであろう。

Research Products

• [Publications] 中井泉: 化学. 43. (1988)
• [Publications] I.Nakai: Photon Factory Activity Report. 6. (1989)
• [Publications] I.Nakai: Photon Factory Activity Report. 5. 135 (1988)
• [Publications] A.Mochizuki: Photon Factory Activity Report. 5. 136 (1988)
• [Publications] 望月明彦: "エジプト・イスラーム都市アルニフスタート発掘調査報告1978ー1985 第4章第13節化学分析" 早稲田大学出版部,