Metodologie fisiche per i Beni culturali

SSD: FIS/07
DOCENTE: Paolo PRATI

FIS/07 – Metodologie fisiche per i Beni culturali

Docente: Paolo PRATI

II semestre

Crediti in totale: 5

Modulo unico (crediti 5)

Il corso descriverà alcune tecniche di datazione e di analisi composizionale, basate su processi nucleari ed atomici, che sono utilizzate per collocare temporalmente e spazialmente i reperti e fornire indicazioni sulle modalità di conservazione e restauro. Per alcune delle metodologie trattate verranno organizzate esercitazioni in laboratorio. Le lezioni verteranno su:

Richiami di fisica moderna e cenni sulla struttura del nucleo atomico

Analisi composizionali con fasci di ioni (Ion Beam Analysis): Principi dell’analisi con fasci di ioni. Acceleratori di particelle. Tecnica PIXE (Particle Induced X-ray Emission). Tecnica PIGE (Particle Induced Gamma-ray Emission). Significatività delle componenti maggiori, minori ed in traccia. Applicazione ad analisi di ceramiche, affreschi, metalli, inchiostri.

Analisi non distruttive in fluorescenza X: Tecnica per fluorescenza XRF: apparati da banco e portatili. Dimostrazioni pratiche di analisi qualitative su materiali storici di varia natura: riconoscimento degli elementi costituenti.

Analisi composizionali per attivazione neutronica

Scelta delle strategie di indagine. Confronto e sensibilità dei metodi. Analisi statistica multivariata dei dati per studi di autenticazione e provenienza.

Datazione con 14C: Il ciclo del 14C in natura. Misura del 14C con spettrometria di massa su acceleratori. Curva di calibrazione. Esempi di datazione.

Bibliografia

Elementi di Archeometria, Metodi fisici per i beni culturali, a cura di A. CASTELLANO, M. MARTINI ed E. SIBILIA, Edizioni EGEA, Milano 2002

Materiale didattico è disponibile nel sito

http://www.ge.infn.it/~prati/didattica.htm.

Paolo Prati. Laureato in Fisica (1985), Ricercatore Universitario (2000) ed idoneo Professore II fascia (2006) settore FIS/07.
Principali attività di ricerca:
1) Sviluppo di tecniche di analisi basate sulla fluorescenza X indotta da protoni (PIXE) e da raggi X (ED-XRF) e su processi nucleari (PIGE, NRA, RBS) con esecuzione di campagne di campionamento ed analisi del particolato atmosferico in varie città con l'applicazione, per la prima volta in Italia, di campionatori continui a due stadi e risoluzione oraria. Nei bienni 1999-2000 , 2001-2002, 2003-2004, 2008-2009 questa attività é stata ammessa al co-finaziamento dal MURST/MIUR. Nell’anno 2001 ho ideato e coordinato la prima campagna nazionale con campionamento delle frazioni PM2.5 e PM10 del particolato atmosferico con risoluzione oraria e in contemporanea in quattro grandi città italiane. Nel corso del 2002 ho eseguito le prime misure di concentrazione e composizione del PM1 a Genova. Nell'estate 2004, in collaborazione con l'Istituto ISAC-CNR e le Università di FI, GE e MI, ho ottenuto la prima caratterizzazione del PM10 e PM1 presso la stazione climatologica del Monte Cimone. Ho eseguito misure della composizione e della quantità di elementi in traccia su campioni di elevato valore storico-artistico in particolare reperti ceramici Le metodologie di indagine sviluppate sono state applicate con successo per l’individuazione dell’origine dei reperti ceramici rinvenuti su un relitto sommerso nel Mar Ligure e, più recentemente, in una vasta analisi della produzione ceramica delle botteghe dei Della Robbia .
2) Esperimento LUNA (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics) per la misura di sezioni d'urto di reazioni nucleari d'interesse astrofisico, presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). Per l’INFN sono stato e sono responsabile locale del programma LUNA a Genova. Sono uno dei sei membri dello "scientific board" della Collaborazione LUNA.