Neutron diffraction analysis of 'black boxes'

Az Ancient Charm program keretében a régészeti leletanyag neutronfizikai alapokon történ? vizsgálatának számos lehet?ségét próbáljuk ki, a neutron analitikai vizsgálatok (aktivációs analízis, diffrakció) képalkotási lehet?ségeinek gyakorlati kifejlesztésére. Az egyik legfontosabb technika a Neutron Rezonancia Befogási Vizsgálat (NRCA), a másik, már jobban kidolgozott eljárás a Prompt Gamma Aktivációs Vizsgálat (PGAA). A neutron diffrakció olyan eljárás, amelyet a projekt keretében arra alkalmazunk hogy feltérképezzük a minta belsejében kijelölt területek fázisösszetételét. Az Ancient Charm program lehet?séget ad többféle neutron alapú analitikai módszer együttes alkalmazására, neutron radiográfiával kiegészítve, hogy a m?tárgy belsejének összetételér?l részletes ismereteket szerezhessünk. Ebben a cikkben 17 kísérleti próbatest, ún. 'fekete doboz' neutron diffrakciós vizsgálatáról számolunk be. A zárt próbatestekben különféle fémeket, ásványokat, kerámiát és szerves anyagot helyeztek el, szimulálva geometriailag kontrollált körülmények között a tényleges régészeti leletekben el?forduló vegyes összetétel? tárgyakat. A vizsgálatokat a Rutherford Appleton Laboratory (Nagy-Britannia) ISIS nev? neutron forrásánál vizsgáltuk. A 'fekete dobozok' vizsgálatának célja az volt, hegy megismerjük a neutron diffrakciós vizsgálatok lehet?ségeit, el?nyeit és hátrányait, régészeti tárgyak vizsgálatára és kifejlesszünk egy eredményes módszertant a különböz? vizsgálatok együttes alkalmazására.

The Ancient Charm project addresses several aspects of neutron analyses of archaeological materials, with the specific aim to developing neutron activation and neutron diffraction into imaging methods. One of the central techniques is element determination by Neutron Resonant Capture Analysis (NRCA), besides the more established Prompt Gamma Activation Analysis (PGAA). Neutron diffraction is another technique employed in this project, for mapping the spatial distribution of crystallographic phases in a sample. Ancient Charm provides the prospect of combining several of these analytical neutron methods with neutron radiography in order to obtain a comprehensive characterisation of the interior of an artefact. This paper reports on neutron diffraction results on 17 of so-called 'Black Boxes', closed cubes containing geometrical arrangements of materials such as metals, minerals, ceramics, and organic matter. The measurements were carried out at the pulse neutron source ISIS at the Rutherford Appleton Laboratory in the United Kingdom. The aim of this 'Black Box' study was to identify strengths and weaknesses of neutron diffraction for analysing archaeological objects and to develop a best practice for a combined use of analysis methods for different combinations of materials.