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LABORATORIO: CNR ISPC<\/strong><\/p>\n <\/p>\n NOME STRUMENTO <\/strong><\/p>\n Scanner mobile rotazionale MA-XRF sviluppato da XRAYLab di CNR-ISPC<\/p>\n <\/p>\n INFORMAZIONI GENERALI<\/strong><\/p>\n La Macro X-ray Fluorescence (MA-XRF) \u00e8 una tecnica analitica non-distruttiva basata sulla scansione dell\u2019intera superficie del campione impiegando un fascio di raggi X di dimensioni di alcune centinaia di micron. La radiazione di fluorescenza X, indotta sul campione dal fascio primario, viene rivelata in funzione della posizione, consentendo cos\u00ec di riscostruire le immagini degli elementi chimici (inorganici) che lo compongono e come questi sono distribuiti spazialmente sulla superficie. Tali informazioni sono di notevole interesse nello studio di opere d\u2019arte e materiale archeologico. Fino ad oggi, la tecnica MA-XRF ha trovato applicazione limitatamente ad oggetti con geometria piana (tipicamente dipinti). Tuttavia, diverse tipologie di oggetti culturali a geometria complessa trarrebbero notevoli benefici dall\u2019applicazione della tecnica.<\/p>\n In tale contesto, il laboratorio XRAYLab di ISPC ha sviluppato il primo scanner mobile che consente l\u2019analisi MA-XRF su oggetti tridimensionali. La tecnica MA-XRF, proposta in questa scheda per l\u2019accesso MOLAB, \u00e8 basata su una tecnologia meccatronica operante in real-time che opera simultaneamente una scansione lineare della testa spettroscopia ed una rotazionale dell\u2019oggetto in misura. Ponendo l\u2019oggetto tridimensionale su una tavola di rotazione (in movimento lento step-by-step con risoluzione fino a 1 mdeg) ed operando una scansione verticale continua della testa spettrometrica (fino a 100mm\/sec) \u00e8 possibile ottenere le mappe delle distribuzioni spettrali srotolate<\/em> sul piano. L\u2019applicazione combinata dell\u2019imaging MA-XRF rotazionale con la tecnica fotogrammetrica ad alta risoluzione consente al tempo stesso di ricostruire il modello 3D dell\u2019oggetto in misura. I dati MA-XRF e quelli della fotogrammetria vengono poi processati insieme da un apposito algoritmo in modo da avere una ricostruzione virtuale delle mappe elementali direttamente sul volume dell\u2019oggetto in studio. Durante la scansione, per evitare contatti accidentali, operano anche diversi sistemi di correzione dinamica della distanza della testa spettrometrica dall\u2019opera in esame e stop automatici di sicurezza. Le immagini delle distribuzioni elementali MA-XRF vengono fornite agli utenti in tempo reale, gi\u00e0 durante la misura.<\/p>\n Si possono analizzare tutti i materiali di natura inorganica. Casi ottimali di applicazione sono le opere pittoriche su qualsiasi supporto tridimensionale.<\/p>\n <\/p>\n DETTAGLI TECNICI<\/strong><\/p>\n Lo scanner mobile MA-XRF rotazionale sviluppato presso il laboratorio XRAYLab di CNR-ISPC \u00e8 un sistema meccatronico operante in tecnologia real-time. Il sistema consta di una testa di misura spettrometrica equipaggiata con tubo a raggi X microfocus con anodo di Rh da 30W accoppiato ad un\u2019ottica policapillare focalizzante. Una seconda sorgente primaria di raggi X con anodo di Cr pu\u00f2 essere alternata a quella di Rh per una migliore acquisizione delle immagini degli elementi chimici con righe spettroscopiche nella regione di bassa energia. Inoltre, l\u2019uso combinato delle due sorgenti permette di separare le distribuzioni di uno stesso elemento chimico presente a diverse profondit\u00e0 stratigrafiche dell\u2019opera (tipico esempio il bianco di piombo della preparazione da quello delle lumeggiature). La fluorescenza X indotta dalla radiazione primaria \u00e8 rivelata in modalit\u00e0 evento da un sistema multi-rivelatore che contiene fino a 2 elementi SDD da 50mm2 <\/sup>e risoluzione energetica <130eV a 5.9 keV, che operano in parallelo. La testa spettrometrica \u00e8 montata su un sistema a 3 assi (XYZ) con corsa 110x70x20cm3<\/sup> che permette di operare la scansione in modalit\u00e0 continua ad alta velocit\u00e0 (fino a 100 mm\/sec) e con un tempo di permanenza per pixel fino a 10msec. L\u2019aggetto da misurare viene posizionato su un asse di rotazione con corsa 360gradi e risoluzione massima 1 mdeg.<\/p>\n Il sistema \u00e8 dotato di una CPU centrale per il controllo dei parametri operativi di misura e dei sistemi di scurezza. La CPU gestisce: la sequenza di scansione; regola automaticamente i parametri della sorgente X e dei rivelatori per evitare degrado del tempo morto e risoluzione energetica negli spettri XRF dei singoli pixel; gestisce un interferometro laser a 750 frames\/sec per la correzione dinamica della distanza di misura, in modo da evitare urti accidentali dello scanner con l\u2019opera in esame; conserva le coordinate di scansione in modo da riprendere le analisi dalla stessa posizione in caso di pause prolungate o di fermo del sistema (ad es. pause notturne). Inoltre, la CPU opera l\u2019analisi dinamica degli spettri-pixel applicando un\u2019accurata procedura di fit e fornendo le immagini elementali in real-time senza artefatti. Il sistema a scansione \u00e8 anche fornito di un software per l\u2019analisi real-time delle immagini attraverso il quale \u00e8 possibile effettuare la correlazione delle immagini (RGB), applicare strumenti logici-matematici, applicare analisi statistiche (ad es. PCA, ICA e NNMF), generare scatter-plot e esportare singoli spettri XRF selezionando una qualunque area (ROI) dell\u2019immagine.<\/p>\n <\/p>\n Referente: <\/p>\n
Paolo Romano francescopaolo.romano@cnr.it<\/a><\/span><\/p>\n