Αλληλεπίδραση ακτινολογίας laser υπεριώδους και ορατού με νομίσματα απο τις συλλογές του νομισματικού μουσείου Αθηνών.

Abstract

Στην εργασία που ακολουθεί, γίνεται μια προσπάθεια να μελετηθεί η αλληλεπίδραση ακτινοβολίας laser υπεριώδους και ορατού με νομίσματα από τις συλλογές του Νομισματικού Μουσείου Αθηνών. Ο σκοπός αυτής της προσπάθειας είναι η βελτίωση των μεθόδων καθαρισμού και συντήρησης νομισμάτων με χρήση ακτινοβολίας laser, συμβάλλοντας και στον ευρύτερο τομέα της συντήρησης αρχαίων μεταλλικών αντικειμένων. Η έρευνα αρχικά έγινε σε νεότερα νομίσματα με παρόμοια χαρακτηριστικά (κράμα, διάβρωση) με τα αργυρά και χάλκινα αρχαία νομίσματα που παραχωρήθηκαν από το Νομισματικό Μουσείο Αθηνών, και εκδόθηκαν σε τρεις διαφορετικές ιστορικές περιόδους, αρχαία ελληνικά, ρωμαϊκά και βυζαντινά. Οι διαδικασίες καθαρισμού πραγματοποιήθηκαν με ένα Q – switched Nd:YAG laser (532 nm, 355 nm, 266 nm), με χρονική διάρκεια παλμού 6 ns, σε υγρές και ξηρές συνθήκες, με απευθείας ακτινοβόληση ή με ηλεκτρονικό σύστημα μικρομετακίνησης. Αρχικά, αναλύονται οι βασικές αρχές και επεξηγείται ο τρόπος λειτουργίας των lasers και συγκεκριμένα των lasers στερεάς κατάστασης. Στη συνέχεια, γίνεται μια αναφορά στη συντήρηση και καθαρισμό νομισμάτων με παραδοσιακές και σύγχρονες μεθόδους. Παρακάτω, παρουσιάζεται η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε, αλλά και ο τρόπος λειτουργίας του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM) και του φθορισμού ακτίνων Χ (XRF) που χρησιμοποιήθηκαν μαζί με το οπτικό μικροσκόπιο για την ανάλυση των αποτελεσμάτων. Τέλος, αναφέρονται, αναλύονται και σχολιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα της διαδικασίας καθαρισμού με φωτογραφική τεκμηρίωση και πίνακες με λεπτομερή πειραματικά δεδομένα. Εν κατακλείδι, το συμπέρασμα της μελέτης αυτής είναι ότι η αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας laser υπεριώδους και ορατού με αρχαία νομίσματα και οι τεχνικές που ακολουθήθηκαν παρέχουν ικανοποιητικά αποτελέσματα στον καθαρισμό και στη συντήρηση νομισμάτων, οπότε μπορούν να αποτελέσουν σημαντικό εργαλείο στα χέρια των συντηρητών σε συνεργασία με φυσικούς.

The work that follows is an attempt to investigate the interaction of ultraviolet and visible laser radiation with coins from the collections of the Numismatic Museum of Athens. The aim of this project is to improve the methods for coin maintenance and cleaning, using laser radiation, contributing in the wide field of ancient metal objects conservation. The research initially started with modern coins of similar characteristics (alloy, corrosion) such as silver and copper alloy ancient coins, which were granted by the Numismatic Museum of Athens, and were issued at three different historical periods, ancient Greek, Roman and Byzantine. Cleaning procedures were performed by a Q – switched Nd:YAG (532 nm, 355 nm, 266 nm), 6ns laser, in wet and dry conditions, using direct irradiation or by an x – y micro – adjustable stage. Firstly, the basic principles of lasers are presented and specifically the properties of solid state lasers. Also, a reference to the overall process of coin maintenance with traditional and modern cleaning methods is made along with a detailed description of the experimental setup that was used. The method of scanning electron microscopy (SEM), X – ray fluorescence (XRF) and the optical microscope which were used to analyze the cleaning results are also described. Finally, the experimental results of the cleaning process are analyzed and discussed with photographic documentation and detailed experimental data. In conclusion, the interaction of ultraviolet and visible laser radiation with ancient coins and the methods that were used, provide remarkable results in coin maintenance and cleaning. Thus, with the aid of physicists, laser cleaning can be an important tool for conservators.