Explorando las posibilidades de la radiografía en modo de emisión a altas energías: Cómo optimizar la visualización de la estructura interna en pinturas

Contenido principal del artículo

Olivier Schalm
Diana Leyva Pernia
Peter Willems
Ana Cabal
Piet Van Espen

Resumen

En investigaciones previas se ha demostrado que la estructura interna de las pinturas se puede visualizar satisfactoriamente con la radiografía convencional en modo de transmisión, siempre y cuando dichas pinturas tengan la estratigrafía adecuada. Desafortunadamente, hay muchos casos en los que la aplicación de este método no resultan en imágenes útiles. Este problema puede ser resuelto usando la radiografía en modo de emisión. Con esta técnica, la pintura se irradia con rayos X de alta energía originados en un tubo de rayos X trabajando entre 100 keV y 320 keV. Esto genera señales de baja energía (fotoelectrones o fotones característicos) en el interior de la pintura que, al escapar de las 10 ?m superiores, pueden iluminar una placa de imágenes. No obstante, su aplicación también implica ciertas desventajas. Una de ellas es la incapacidad de visualizar las pinturas subyacentes. En este estudio, exploramos la posibilidad de incrementar la información obtenida a mayores profundidades aumentando la energía de la fuente de fotones desde 100 keV hasta 1.3325 MeV (fuente de 60Co). También estudiamos el impacto de esta energía en el contraste obtenido entre los pigmentos. Para esto, utilizamos la simulación matemática del transporte de partículas en la materia para comprender la relación entre partículas de entrada (fotones, electrones o positrones y la energía de las partículas), el material que se irradia (elemento del que está compuesto, espesor) y la señal de salida (tipos de partículas generados y energía). Finalmente, mostraremos que es posible crear imágenes de pinturas usando una fuente 60Co.

Detalles del artículo

Cómo citar
Schalm, O., Leyva Pernia, D., Willems, P., Cabal, A., & Van Espen, P. (2019). Explorando las posibilidades de la radiografía en modo de emisión a altas energías: Cómo optimizar la visualización de la estructura interna en pinturas. Nucleus, (64). Recuperado a partir de http://nucleus.cubaenergia.cu/index.php/nucleus/article/view/663
Sección
Ciencias Nucleares

Citas

[1] SCHALM O, VANBIERVLIET L, WILLEMS P, DE SCHEPPER P. Radiography of paintings: limitations of transmission radiography and exploration of emission radiography using phosphor imaging plates. Stud. Conserv. 2014; 59(1): 10-23.
[2] BRIDGMAN CF, KECK S, SHERWOOD HF. The radiography of panel paintings by electron emission. Stud. Conserv. 1958; 3(4): 175-82.
[3] DIK J, JANSSENS K, VAN DER SNICKT G, et. al. Visualization of a lost painting by Vincent van Gogh using synchrotron radiation based X-ray fluorescence elemental mapping. Analytical Chemistry. 2008; 80: 6436-42.
[4] CABAL A, SCHALM O, EYSKENS P, et. al. Comparison of X-ray absorption and emission techniques for the investigation of paintings, X-Ray Spectrom. 2015; 44: 141-148.
[5] SCHALM O, CABAL A, VAN ESPEN P, et. al. Improved radiographic methods for the investigation of paintings using laboratory and synchrotron X-ray sources. J. Anal. Atom. Spectrom. 2011; 26: 1068-1077.
[6] CABAL RODRÍGUEZ AE, PERNIÁ DL, SCHALM O, VAN ESPEN PJM. Possibilities of energy-resolved X-ray radiography for the investigation of paintings. Anal. Bioanal. Chem. 2012; 402: 1471-1480.
[7] HENDRICKS J, MCKINNEY G, TRELLUE H, et. al. MCNPXTM version 2.6.B. Los Álamos National Laboratory. Report LA-UR-06-3248. 2006.
[8] LEYVA PERNÍA D, CABAL RODRÍGUEZ A, SCHALM O, et. al. Study of the main physical processes contributing to image formation in emission radiography using mathematical modelling. Proceedings of the XIV Workshop on Nuclear Physics and VIII International Symposium on Nuclear and Related Techniques WONP-NURT'2013. Havana, Cuba, February 5-8, 2013.