Factibilidad del análisis por activación neutrónica de cerámicos arqueológicos enteros: Parte 1: Precisión de resultados y seguridad radiológica del proceso

Abstract

Se ha estudiado la factibilidad de utilizar el análisis por activación neutrónica instrumental en objetos cerámicos enteros, empleando flujos neutrónicos térmicos bajos. El estudio toma en cuenta los elementos químicos relevantes para las investigaciones arqueológicas, así como el grado de exactitud requerido. Se demuestra que después de una irradiación de un objeto cerámico típico con una masa del orden de 1 kg durante 45 minutos, a un flujo neutrónico térmico del orden de 10(9) n.cm(-2).(s-1), se obtienen, por espectrometría gamma, señales analíticas con estadísticas de medición mejores que 1%, para As-76, Ba-131, Ce-141, Co-60, Cs-134, Hf-181, La-140, Na-24, Sb-122, Sc-46, Sm-153 y Pa-233, mientras que Cr-51, Eu-152, K-42, Rb-86, Yb-175 y Zn-65 pueden ser detectados con estadísticas de medición del orden de 1% a 2%. Por otro lado, las estadísticas de medición para Lu-177, Nd-147, Np-239, Tb-160 y Ta-181 son relativamente pobres, con órdenes entre 3% y 10%. Se discute la posibilidad de realización de determinaciones cuantitativas confiables, teniendo en cuenta la complejidad del análisis de los objetos cerámicos enteros, que involucra factores tales como masas relativamente altas, al igual que formas asimétricas y variables.

The feasibility of the instrumental neutron activation analysis of entire pieces of archaeological pottery, using low thermal neutron fluxes, is examined. The study takes into account the chemical elements relevant for archaeological investigations, as well as the degree of accuracy required for such kind of research. It is shown that after irradiation of a typical pottery sample of about 1 kg during 45 minutes, at a thermal flux of about 10(9) n.cm(-2).s(-1), analytical signals are obtained, by gamma spectrometry, with counting statistics better than 1%, for As-76, Ba-131, Ce-141, Co-60, Cs-134, Hf-181, La-140, Na-24, Sb-122, Sc-46, Sm-153 and Pa-233, whereas Cr-51, Eu-152, K-42, Rb-86, Yb-175 and Zn-65 can be detected with counting statistics within 1% and 2%. On the other hand, the statistics of measurement are relatively poor (orders of 3% - 10%) for Lu-177, Nd-147, Np-239, Tb-160 and Ta-181. The feasibility of accomplishment reliable quantitative determinations, taking into account the complexity of the analysis of entire pieces of archaeological pottery is discussed, which involves factors such as high masses, as well as asymmetric and variable shapes.