Fluorescenza a raggi X

La spettrometria di fluorescenza a raggi X (XRF) è un’analisi chimica di tipo non invasivo che consente l’identificazione degli elementi chimici presenti nei materiali costituenti l’opera. Ciò è possibile attraverso l’identificazione delle radiazioni X caratteristiche emesse dalla superficie analizzata in seguito all’interazione con un fascio di raggi X incidenti. 

Tale analisi restituisce indicazioni, decisive ed esaustive nella maggior parte dei casi, per il riconoscimento dei pigmenti e delle leghe metalliche e, conseguentemente, l’autentica e datazione indiretta degli oggetti artistici esaminati grazie alla possibilità di individuarne dei marker composizionali che sono caratteristici di determinati periodi e/o di determinati artisti.

L’informazione che si ottiene proviene dagli strati più esterni della superficie analizzata, cioè da quelli che la radiazione caratteristica secondaria emessa riesce ad attraversare. La radiazione proveniente dalla superficie analizzata viene rivelata in funzione della sua energia (Energy dispersive: EDXRF). Con questo sistema la radiazione di fluorescenza del campione viene registrata da un rivelatore a stato solido SDD (Silicon Drift Detector) che consente di individuare in un’unica misura tutti gli elementi rilevabili nella superficie (non è possibile con questa tecnica identificare materiali organici).

La superficie dell’opera da analizzare è colpita con un fascio di raggi X emesso dalla sorgente, un tubo a raggi X miniaturizzato che insieme al rivelatore costituisce lo spettrometro portatile. Gli elementi chimici presenti localmente vengono eccitati, cioè passano ad uno stato energetico superiore, dal quale però decadono istantaneamente emettendo radiazioni X monocromatiche caratteristiche per ogni elemento presente, permettendone dunque l’identificazione.

Nel campo dei beni culturali, la fluorescenza a raggi X ha trovato larga diffusione poiché, essendo una tecnica non distruttiva eseguibile in situ tramite strumentazione portatile, risulta molto adatta per l’analisi composizionale di differenti tipologie di opere (dipinti, sculture, elementi architettonici etc) e diversi materiali (pigmenti, metalli, gemme, etc) originali o di degrado. Questa è quindi di notevole interesse nell’ambito degli studi diagnostici previsti per i programmi conservativi o per approfondimenti archeometrici.

La significatività dei risultati restituiti dalla tecnica XRF di tipo puntuale è garantita anche dalle evidenze fornite dalle indagini tramite imaging diagnostico (riflettografia IR, IR falso colore, Fluorescenza UV, radiografia X) generalmente associate a questo tipo di indagine e che permettono di confermare l’omogeneità della superficie su cui eseguire l’indagine chimica e di estendere alle campiture di uguale cromia il risultato chimico ottenuto sulle aree campione analizzate in fluorescenza a raggi X.