Laboratorio di Fisica Applicata ai Beni Culturali

Il sistema TL-DA-10 Risø System viene utilizzato per la dosimetria tramite luminescenza termicamente stimolata su cristalli naturali (quarzo, feldspato e carbonati) e artificiali (TLDs). Il sistema consta di:

• Ruota portacampionimeccanizzata con 24 posizioni;
• Termocoppia con temperatura massima di 750°C;
• Fotomoltiplicatore EMI 9235QA;
• Filtri ottici in acquisizione: Corning 7-59; Schott BG-12;
• Sorgente⁹⁰Sr-⁹⁰Y; dose rate: 0.88 Gy/min.

Il sistema TL-DA-15 Risø System viene utilizzato per la dosimetria tramite luminescenza termicamente e otticamente stimolata su cristalli naturali (quarzo, feldspato e carbonati) e artificiali (TLDs). Il sistema consta di:

• Ruota portacampioni meccanizzata con 24/48 posizioni.
• Termocoppia con temperatura massima di 750°C
• Fotomoltiplicatore EMI 9235QA
• Filtri ottici in acquisizione: Corning 7-59; Schott BG-12
• Sorgente⁹⁰Sr-⁹⁰Y; dose rate: 4.15Gy/min
• Sistemi di stimolazione ottica: 41 blue LEDs (470±30 nm) con potenza per unità di superficie ~30mWcm^-2; laser diode (830±10 nm) con potenza per unità di superficie ~240mWcm^-2 
• Attachment per misure su singolo grano con stimolazione green laser (532 nm)

La spettroscopia di risonanza paramagnetica degli elettroni (EPR), nota anche come risonanza di spin degli elettroni (ESR), è un metodo che permette di ottenere informazioni sulla struttura e sulle proprietà dei sistemi con elettroni spaiati (sistemi paramagnetici). Il campo di applicazione dell'EPR è molto ampio e comprende non solo l'indagine dello stato solido, ma anche dei liquidi e dei gas. Nei laboratori Ph3dra del DFA è utilizzato per determinazioni quantitative in dosimetria e datazione. Tale sistema opera in duerange di temperature: da 50°C a 150°C e da -120°C a 50°C

La spettrometria a raggi gamma ad alta risoluzione HPGe è utilizzata in diverse applicazioni (https://www.dfa.unict.it/it/ricerca/fisica-medica) che richiedono la discriminazione e il conteggio di radioisotopi. Nell’ambito delle applicazioni specifiche nei Beni Culturali è utilizzata per la determinazione dei contributi alla dose annua assorbita dal reperto e/o sedimento per la determinazione dell’età assoluta (https://www.dfa.unict.it/it/ricerca/fisica-applicata-ai-beni-culturali). In particolare vengono misurate le concentrazioni di radionuclidi naturali come Th, U e K e le condizioni di equilibrio radioattivo delle matrici in esame.

La cappa di aspirazione fumi per laboratorio ad espulsione totale Labosystem Typhoon Twin assicura la protezione dell’operatore nella manipolazione di prodotti tossici (acidi e solventi), mantenendo un ambiente di lavoro rispondente ai requisiti di sicurezza in conformità alle norme attuali previste.

La bilancia di precisione OHAUS GA200D permette pesate con risoluzione di 0.0001 g e ripetibilità standard di ±0.0001.

Il bagno ad ultrasuoni digitale FALC, grazie proprio all’uso degli ultrasuoni, permette una perfetta pulizia degli oggetti in un tempo minimo, ottenendo in pochi secondi l'eliminazione delle impurità più resistenti al fine di eliminare contaminazioni nelle fasi di preparazione dei campioni destinati alla datazione tramite luminescenza stimolata.

Il Raman microSPEC è prodotto da JobinYvon. Questo sistema utilizza uno spettrometro TRIAX 190 che trasporta tre reticoli di diffrazione, di cui uno di 150 grooves mm^-1 viene utilizzato per misure di fluorescenza e uno di 1800 grooves mm-1 per esperimenti Raman. Il segnale viene acquisito da un rilevatore CCD (Spectrum ONE). La risoluzione spettrale è di 1-3 cm^-1 dipendente dalla lunghezza d'onda del laser utilizzato come sorgente. I gruppi ottici per l'eccitazione e la raccolta del segnale sono costituiti da un microscopio confocale Olympus BX40. Il sistema è dotato di tre laser: un laser Nd:YAG a 531,5 nm, un laser He-Ne a 632,8 nm e un laser a diodi a 780 nm, rispettivamente di 40, 30 e 20 mW di potenza

Il Raman portatile BWTEK utilizza un rivelatore CCD array ad alta efficienza quantica e un'elevata gamma dinamica offrendo un ottimo rapporto segnale/rumore fino a 30 minuti, rendendo così possibile la misurazione di segnali Raman deboli. Permette di misurare bande di stretching intorno a 3100 cm-1 ed è accoppiato ad una sonda di eccitazione laser centrata a 785 nm. L'ingombro ridotto e il design leggero permettono l’utilizzo per misure in situ.

Il CM-2600d è uno spettrofotometro portatile con geometria a sfera e con l'allineamento orizzontale, ideale per misurare il colore di campioni piani o di grandi dimensioni. Utilizza il sistema brevettato di controllo numerico gloss (NGC), che fornisce la misura contemporanea in (SCI) e (SCE) e dispone di due aperture selezionabili di Ø 8 mm (MAV) e Ø 3 mm (SAV). Per le specifiche si rimanda al link: https://www5.konicaminolta.eu/it/strumenti-di-misura/prodotti/misura-di-colore/spettrofotometri-portatili/cm-2600d-cm-2500d/specifiche.html

Il CM-2600d è uno spettrofotometro portatile con geometria a sfera e allineamento ottico verticale, ideale per misurare il colore di campioni rotondi e concavi. Per le specifiche si rimanda al link: https://www5.konicaminolta.eu/it/strumenti-di-misura/prodotti/misura-di-colore/spettrofotometri-portatili/cm-700d-cm-600d/specifiche.html

Il CR-5 è un colorimetro da banco versatile ideale per la misurazione del controllo della qualità del colore di campioni solidi, granulari e liquidi sia in riflettanza (campioni opachi) che in trasmittanza (campioni trasparenti o traslucidi). Per le specifiche si rimanda al link:https://www.konicaminolta.eu/eu-en/hardware/measuring-instruments/colour-measurement/chroma-meters/cr-5

Lo spettrofotometro da banco Lambda 25, grazie al metodo del doppio fascio, permettere di ottenere accurate misure in trasmittanza e in riflettanza, con un passo di 1 nm, nella regione UV/VIS. Di seguito le più importanti specifiche:

• Lunghezze d'onda di scansione: 190-1100 nm
• Accuratezza a 656.1 nm: ±0,1 nm
• Ottica: specchi a doppio raggio, sigillati, rivestiti di quarzo; sistema lens-free per ridurre le aberrazioni cromatiche
• Reticolo: reticolo olografico concavo con 1053 linee per mm
• Sorgente: Sorgenti preallineate al deuterio e tungsteno con commutazione automatica

L'SMZ800N è dotato di una gamma di zoom da 1 a 8x, con un ingrandimento maggiore rispetto ai modelli convenzionali e consente un'osservazione ad alta risoluzione di 640LP/mm. Per ottenere una correzione dell'aberrazione cromatica di alto livello, sono state adottate ottiche semi-apocromatiche. Queste ottiche forniscono immagini nitide senza sfocature o frange di colore

Strumento per misure di illuminamento da sorgenti luminose intermittenti con gamma di misura da 0,01 a 299.000 lx. Per le specifiche si rimanda al link: https://www5.konicaminolta.eu/it/strumenti-di-misura/prodotti/misura-della-luce/luxmetri/t-10am/specifiche.html

Strumento con sensore esterno per misure di radiazione UVA e UVB.

Per le specifiche si rimanda al link: https://www.pce-instruments.com/eu/measuring-instruments/test-meters/light-meter-pce-instruments-light-meter-pce-uv34-det_5969237.htm

Sensore delle immagini a scansione progressiva CCD, 1360 x 1036 pixel; obiettivo da 23 mm F/1.4 e obiettivo da 18-108 mm F/2.5; filtro barriera UV; sistema di posizionamento CPS100; illuminazione con lampada di Wood da 35 W per le riprese in fluorescenza UV; illuminazione con due lampade alogene da 50 W per le riprese nel visibile e nell’infrarosso fino a 1150 nm.

Lo scanner emette un raggio laser che viene formato in una striscia orizzontale attraverso una lente cilindrica e spostato verticalmente da uno specchio rotante. La luce riflessa dall'oggetto viene ricevuta da un sensore CCD e convertita dalla triangolazione in dati sulla distanza. Lo stesso sensore CCD utilizza un filtro RGB per ottenere un'immagine a colori dell'oggetto quando la luce laser non viene emessa.

La camera climatica caldo freddo serie Tesys 180H presenta una capacità di 180 Lt e un range di temperatura -40°C/+180°C.

Forno a camera Nabertherm P300, dotato di programmi di riscaldamento con due possibili rampe e tempi di mantenimento, nell'intervallo 30°-2000°C. Una speciale scatola metallica dedicata, inserita nel forno e collegata a due tubi, permette di riscaldare i campioni in atmosfera riducente e ossidante. Il forno è situato all'interno di una cappa chimica con espulsione totale dell'aria aspirata, per evitare la diffusione di fumi residui nel laboratorio. In questo tipo di forno si possono preparare campioni di ceramica e ceramica a lustro.