Ανάπτυξη της τεχνικής της μικρο-φθορισιμετρίας ακτίνων Χ και αναλυτικών εφαρμογών της στην πολιτισμική κληρονομιά. - Κανταρέλου, Βασιλική (Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, 2016)
Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη της τεχνικής της μικρο-φθορισιμετρίας ακτίνων Χ (μ-XRF) μέσω νέων προτεινόμενων αναλυτικών μεθοδολογιών και εφαρμογών σε αντικείμενα πολιτιστικής κληρονομιάς. Η τεχνική μ-XRF έχει ευρεία εφαρμογή σε αυτόν τον τομέα καθώς είναι μια μη καταστρεπτική αναλυτική μέθοδος που παρέχει γρήγορες πολύ-στοιχειακές αναλύσεις και υπό προϋποθέσεις ποσοτικά αποτελέσματα. Το φασματόμετρο μ-XRF που αναπτύχθηκε στην παρούσα διατριβή είναι φορητό προσφέροντας τη δυνατότητα επιτόπιων αναλύσεων, κάτι που γενικά απαιτείται για τις περιπτώσεις αντικειμένων που είναι αδύνατο να μετακινηθούν λόγω του μεγέθους ή της ιδιαίτερης αξίας που έχουν. Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται μια συστηματική μελέτη των αναλυτικών χαρακτηριστικών του φασματόμετρου μικρο-φθορισιμετρίας ακτίνων Χ, προτείνονται βελτιστοποιημένες πειραματικές συνθήκες μέτρησης και αναλυτικές μεθοδολογίες που διευρύνουν το αναλυτικό εύρος, την ευαισθησία αλλά και την ακρίβεια της τεχνικής. Για την ποσοτικοποίηση των δεδομένων της τεχνικής μ-XRF αναπτύχθηκε και αξιολογήθηκε κατάλληλη μεθοδολογία που βασίζεται στη λεγόμενη προσέγγιση των θεμελιωδών παραμέτρων και στον αναλυτικό προσδιορισμό της διαπερατότητας του φακού εστίασης των ακτίνων Χ. Επιπλέον, για την αντιμετώπιση του προβλήματος της ετερογένειας των συστατικών μεταλλικών κραμάτων στη μικροκλίμακα προτείνονται πρωτότυπες μεθοδολογίες που προσφέρουν κριτήρια για αξιόπιστα ποσοτικά αποτελέσματα. Η παρούσα διατριβή παρουσιάζει ένα ευρύ φάσμα αναλυτικών εφαρμογών της τεχνικής μικρο-φθορισιμετρίας ακτίνων Χ σε διάφορες συλλογές μεταλλικών αντικειμένων από μουσεία της Ελλάδας, Μάλτας, Συρίας και Ιορδανίας. Τα συγκεκριμένα αντικείμενα αναλύθηκαν για πρώτη φορά με μια μη καταστρεπτική αναλυτική τεχνική με σκοπό τον προσδιορισμό και ταυτοποίηση προϊόντων διάβρωσης, τη μελέτη εμπλουτισμού των μεταλλικών επιφανειών και τη μελέτη επιχρυσώσεων σε αρχαιολογικά και ιστορικά μεταλλικά κράματα. Η συμπληρωματικότητα της τεχνικής μ-XRF σε σχέση με τη στοιχειακή ανάλυση που προσφέρει η τεχνική LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) διερευνήθηκε σε επιτόπιες αναλύσεις μεταλλικών προϊόντων διάβρωσης, ενώ η αναλυτική ευαισθησία και ακρίβεια του φασματόμετρου μ-XRF αξιολογήθηκε συγκριτικά σχετικά με άλλα φασματόμετρα φθορισιμετρίας ακτίνων Χ αλλά και με μη καταστρεπτικές ιοντικές τεχνικές. Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής αναδεικνύουν την σημαντική συνεισφορά που μπορεί να έχουν οι αναλυτικές εφαρμογές της τεχνικής της μικρο-φθορισιμετρίας ακτίνων Χ στον τομέα της Πολιτιστικής Κληρονομιάς και προσφέρουν ένα μεθοδολογικό πλαίσιο για τη βέλτιστη και αξιόπιστη περαιτέρω ανάπτυξη των εφαρμογών της.