Radiografia cyfrowa RTG

Dysponent: Muzeum Narodowe w Krakowie – LANBOZ, ASP w Krakowie

Kontakt: dr Julio del Hoyo Meléndez koperta (LANBOZ); dr Małorzata Walczak koperta (ASP)

Opis metody

Radiografia jest podstawową techniką badań nieniszczących stosowaną w badaniach obiektów zabytkowych. Metoda polega na rejestracji obrazów (tzw. radiogramów) badanego obiektu na materiale promienioczułym (w przypadku radiografii cyfrowej jest to detektor promieniowania ) przy użyciu przenikliwego promieniowania rentgenowskiego. Obraz powstaje dzięki różnej absorbcji promieniowania przez różne materiały, z których zbudowany jest badany obiekt. Podstawowym celem badania jest uwidocznienie wewnętrznej struktury badanego przedmiotu.

Zastosowanie

W dziedzinie badania obiektów zabytkowych zakres zastosowań tej metody obejmuje niemal wszystkie ruchome dzieła sztuki:

  • Malowidła na płótnie i innych podłożach,
  • Rzeźby drewniane a także wykonane z innych materiałów
  • Obiekty archeologiczne oraz rzemiosła artystycznego

Ograniczenia występują w przypadku obiektów metalowych (ze względu na nie wystarczające parametry źródła promieniowania: max 100kV)

Radiografię cyfrową wykorzystuje się przede wszystkim do:

  • określenia budowy wewnętrznej obiektu np. do oceny zastosowanej przez technologii i techniki wykonania.
  • oceny stanu zachowania obiektu (w przypadku drewna często możliwa jest ocena jego wewnętrznej struktury dzięki zobrazowaniu zniszczeń spowodowanych przez owady)
  • ujawniania przemalowań i innych wtórnych ingerencji ( w tym także działań konserwatorskich)
  • wstępnego określenia pierwiastków wchodzących w skład badanego obiektu (np. obecność bieli ołowiowej w warstwie malarskiej)

Instrument

W badaniach wykorzystywany jest Przenośny System Radiografii Cyfrowej Dix-Ray, (dedykowany dla weterynarii) składający się z następujących komponentów:

  • źródło promieniowania rentgenowskiego: przenośna lampa RTG typu: ORANGE 1040HF
    Moc (max) 2.4 kW  80kV   30mA
    Ogniskowa 1.2 mm x 1.2 mm
    Typ lampy Toshiba (D-125S)
    Częstotliwość 40 kHz
    Całkowita filtracja 3.0 mm Al
    Powtarzalność dawki przy różnych ustawieniach +/- 3%
    Max mAs 100 nAs
    Max kV 100 kV
    Max mA @ Max kV 20mA @ 100 kV
    Zakres ustawień 0.32 – 100 mAs (26 steps)

    40 – 100 kV (1kV step)

    Waga 12.5 kg
    Wymiary (dł x szer x wys) 344mm x 191mm x 188mm
  • detektor bezprzewodowy: Dix-Ray (Examion) flexible FPS
    Rozdzielczość 3,556 x 4,320 pikseli
    Rozstaw pixeli 100µm
    Konwersja A/D 16bitowa
    Aktywna powierzchnia 355 x 432 mm (14 x 17”)
    Wymiar zewnętrzny 384 x 460 x 15 mm
    Waga 3.8 kg
    Czas ładowania zdjęcia 3 sec
    Bateria Akumulatorowa, 53,3 Wh

Warunki badania

Obiekty badane są w płaszczyźnie pionowej. Ze względu na ograniczone wymiary detektora (35 x 43cm) obiekty o większych rozmiarach badane są przez wykonanie sekwencji zdjęć o tych samych parametrach i złożenie ich w panoramę przy użyciu programu Autpano Giga. Ze względu na mobilność systemu możliwy jest transport urządzenia i wykonanie badania obiektu in situ. W tym przypadku badanie może być wykonywane przy spełnieniu warunków bezpieczeństwa radiologicznego. (W sąsiednich pomieszczeniach nie powinni znajdować się ludzie w trakcie pomiaru, a najlepszym rozwiązaniem byłoby zapewnienie pomieszczenia ze ścianą zewnętrzną)

rtg1

Rys. 1. Przykładowe warunki wykonywania pomiaru obiektów malarstwa sztalugowego

Format wyników

Wyniki dostarczane są w postaci cyfrowych fotografii w formacie TIF i JPG. W przypadku konieczności wykonania większej ilości kadrów dostarczane są zarówno pojedyncze ujęcia jak i złożona panorama wysokiej rozdzielczości.

rtg2

Rys. 2. Przykładowe radiogramy obrazu olejnego na płótnie i rzeźby drewnianej, polichromowanej

Przykładowe wyniki (bibliografia)

  1. „Technika i technologia malarska maksymiliana Gierymskiego” E.Zygier, A.Klisińska-Kopacz, P.Frączek w „Maksymilian Gierymski. Dzieła inspiracje recepcja” – katalog wystawy, Praca zbiorowa, ISBN 978-83-7581-150-6, strony 257-303.
  2. “Digital radiography (DR) and imaging analysis for evaluating the penetration and distribution of organic substances used in wood conservation” J.Sobczyk, Ł.Bratasz,
    M. del Hoyo-Melendez, P.Frączek, M.Obarzanowski, w WOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 48(5):981-994 · SEPTEMBER 2014
  3. “Conservation of Easel Paintings” Joyce Hill Stoner, Rebecca Rushfield, ISBN 978-0-7506-8199-5