การวิเคราะห์ธาตุในโบราณวัตถุ ณ พื้นที่โดยวิธีไม่ทำลายด้วยเทคนิคการวัดรังสีพรอมต์แกมมา

Abstract

ทดลองใช้เทคนิคการวัดรังสีพรอมต์แกมมาจากปฏิกิริยาการจับนิวตรอน และการชนแบบไม่ยืดหยุ่นของนิวตรอนในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพโบราณวัตถุ ณ พื้นที่ ส่วนสำคัญของระบบที่ใช้วิเคราะห์ คือต้นกำเนิดนิวตรอนอะเมริเซียม-214/เบริลเลียม ความแรง 500 มิลลิคูรี (18.5 กิกะเบคเคอเรล) และหัววัดรังสีชนิดเจอร์มาเนียมบริสุทธิ์สูงแบบเคลื่อนย้ายได้ การวิจัยนี้แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนแรกเป็นการออกแบบภาชนะบรรจุต้นกำเนิดนิวตรอนสำหรับการหน่วงพลังงานและกำบังนิวตรอนโดยใช้ถังพลาสติกที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซ็นติเมตร สูง 32 เซ็นติเมตร เติมน้ำเต็ม มีกรวยเหล็กกล้าไร้สนิมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 ซม. ยาว 18 เซ็นติเมตร สอดเข้าไปในถังทางด้านข้างเพื่อนำนิวตรอนออกไปยังตัวอย่างที่ทดสอบ ส่วนที่สอง คือระบบวิเคราะห์รังสีแกมมา ซึ่งประกอบด้วยหัววัดเจอร์มาเนียมบริสุทธิ์สูงทีมีประสิทธิ์ภาพสัมพัทธ์ 30%และเครื่องวิเคราะห์สเหปกตรัม Inpector 2000 ที่ต่อเข้ากับไมโครคอมพิวเตอร์แบบกระเป๋าหิ้ว ตัวอย่างที่นำมาวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการมี 12 ชนิด ได้แก่ แผ่นโลหะหรือก้อนโลหะ แคลเซียมคลอไรด์ ซิงค์ออกไซค์ ปูนโบราณ รวมทั้งพระพุทธรูป และระฆังสำริด ในภาคสนามได้วิเคราะห์องค์พระประธานภายในพระอุโบสถวัดหน้าพระเมรุ จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ซึ่งพบว่ามีพีคพลังงานของธาตุทองแดง ซิลิกอน คลอรีน และแคลเซียม แต่ไม่พบทองคำทั้งที่องค์พระประธานลงรักปิดทองคำไว้หนาประมาณ 0.5 ไมครอน ธาตูซิลิกอนและแคลเซียมที่พบคาดว่ามาจากปูนโบราณที่อยู่ภายใน ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าเทคนิดนี้สามารถวิเคราะห์ธาตุบางชนิดได้ เช่น โบรอน อะลูมิเนียม ซิลิกอน คลอรีน แคลเซียม ทองแดง เหล็ก และตะกั่ว แต่ไม่มีความไวในการวิเคราะห์บางธาตุ เช่น ดีบุกและทองคำ