Neutron activation analysis of archaeological artefacts using the conventional relative method: A realistic approach for analysis of large samples

Abstract

A new approach for analysis of entire potsherds of archaeological interest by INAA, using the conventional relative method, is described. The analytical method proposed involves, primarily, the preparation of replicates of the original archaeological pottery, with well known chemical composition (standard), destined to be irradiated simultaneously, in a well thermalized external neutron beam of the RP-10 reactor, with the original object (sample). The concentrations determined by irradiation of the entire replicates, in comparison with those obtained from the analysis of the aliquots, show a reasonable agreement; in particular, the percentage recoveries for lanthanum and scandium, with differences ≤ 10 % with respect to the reference. The basic advantage of this proposal is to avoid the need of performing complicated effect corrections when dealing with large samples, due to neutron self shielding, neutron self-thermalization and gamma ray attenuation. In addition, and in contrast with the other methods, the main advantages are the possibility of evaluating the uncertainty of the results and, fundamentally, validating the overall methodology.

Se describe un nuevo método para el análisis de cerámicos enteros de interés arqueológico, mediante INAA, empleando el método relativo convencional. La propuesta se basa en la preparación de réplicas del cerámico arqueológico original, con una composición química bien conocida. Esta réplica es usada como estándar de comparación y se irradia simultáneamente con la muestra (cerámico arqueológico original), en un haz de neutrones térmicos del reactor nuclear RP-10. Las concentraciones determinadas por la irradiación de las réplicas, en comparación con los obtenidos en el análisis de las alícuotas, muestran valores razonables; en particular, el porcentaje de recuperación de lantano y escandio, con diferencias ≤ 10 % con respecto a la referencia. La principal ventaja del método propuesto es evitar la necesidad de efectuar complicadas e inciertas correcciones matemáticas, debido a efectos no deseados, tales como auto-blindaje neutrónico, auto-termalización y atenuación de rayos gamma. Adicionalmente y en contraste con los otros métodos, la propuesta ofrece las ventajas de la factibilidad de evaluación de la incertidumbre de los resultados y fundamentalmente, validación completa del método.