Termoluminescenza e Tecnologie laser per i Beni Culturali (Imod)

Corso di Laurea Magistrale in Scienza per la Diagnostica e Conservazione dei Beni culturali.
Programma del corso
Programma del modulo di Termoluminescenza del Corso di Laurea Magistrale in Scienza per la Diagnostica e
Conservazione dei Beni culturali.
Introduzione all’analisi dei dati sperimentali.
Misura di una grandezza fisica: misura diretta e indiretta. Equazioni dimensionali. Tipi di errori in una misura: errori
casuali ed errori sistematici. Istogrammi: Scarto, varianza e deviazione standard, deviazione standard della media.
Distribuzioni di probabilità: distribuzione di Gauss.
Errore assoluto ed errore relativo, ordine di grandezza di un valore, cifre significative e arrotondamento. Campioni
ridotti, media pesata, propagazione degli errori.
Stimatori: differenziale logaritmico, distribuzione di Student, variabile χ2
Richiami di Fisica
Cenni sulla struttura atomica, cenni sulla statistica di Maxwell-Boltzmann e sulle statistiche quantistiche, richiami di
fisica dei solidi e sulla teoria delle bande di energia, nucleo atomico, decadimento radioattivo α, β, γ. Leggi del
decadimento.
Luminescenza
Vita media di un portatore libero, Trappole, Centri di trappole e di ricombinazione. Fosforescenza e varie tipologie di
luminescenza. Centri di attivazione, esempio: Cu in ZnS.
Termoluminescenza (TL), Luminescenza Stimolata Otticamente (OSL). Modello sulla TL dovuta da un singolo livello
di trappola. Glow curve ed emissione di corpo nero. Decadimento dei portatori intrappolati, spettri di luminescenza.
Effetto della dose assorbita sulle glow-curve. Tipologie mineralogiche che presentano un segnale di TL.
Datazione
Necessità dello svuotamento iniziale dei portatori intrappolati. Apparato sperimentale e sua descrizione. Il
fotomoltiplicatore.
Tipologie di reperti su cui applicare la datazione. Profondità di penetrazione dei vari tipi di radiazioni inonizzanti.
Protocolli di preparazione dei campioni da analizzare: metodo “fine grain”, metodo delle inclusioni di quarzo. Vantaggi
e svantaggi delle due tecniche.
Termoluminescenza su grani di Zirconio.
Misura della Paleodose ed equazione dell’età. Protocollo di misura con la tecnica “fine grain”. Esempi di Glow curve di
varie tipologie di materiali.
Ricerca dell’intervallo di temperatura utile della Glow curve ai fini della datazione: Plateau Test.
Calcolo della Paleodose e problemi connessi. Effetti dovuti a sensibilizzazione del materiale. Sopralinearità e
saturazione.
Effetti che impediscono l’utilizzo della TL ai fini della datazione: fading anomalo, TL spuria.
Calcolo della dose annua: misura del contenuto di K tramite l’uso del fotometro a fiamma, misura del contenuto di U e
Th tramite conteggi alfa. Utilizzo di TLD e/o di spettrometri gamma portatili per la misura della dose annua ambientale
Effetti dovuti alla non omogeneità del sito da cui proviene il campione. Disequilibrio radioattivo e suoi possibili effetti
sulla datazione: fuga del Rn.
Effetti dell’umidità ambientale sulla dose assorbita. Influenza delle singole misure dei vari parametri sulla datazione.
Calcolo della deviazione standard.
Luminescenza Stimolata Otticamente: materiali che meglio si prestano a questo metodo di datazione.
Preparazione delle aliquote, apparato sperimentale di misura. Bleaching come svuotamento iniziale dei portatori
intrappolati. Esempi di curve di decadimento OSL; misure di OSL seguite da misure di TL. Effetto del preriscaldamento
iniziale delle aliquote.
Calcolo della Paleodose: metodo delle multi aliquote e metodo della Rigenerazione della Singola Aliquota (SAR).
Modellistica dell’OSL a singolo livello di trappole.
Applicazione della Termoluminescenza per la datazione di alcuni reperti di notevole interesse storico e artistico.
Prove di Laboratorio:
1. Misura del tempo di reazione di una persona.
2. Misura statica e dinamica della costante elastica di una molla.
3. Preparazione di un insieme di aliquote con la tecnica “fine grain”per la datazione di un reperto archeologico,
4. misura della termoluminescenza emessa dai campioni preparati precedentemente.
Titolare del corso
Prof. Luigi Schiavulli, Professore associato, Dipartimento Interateneo di Fisica della Facoltà di
Scienze MM.FF.NN tel +39.080.5443243 fax. +39.080.5442434 e-mail [email protected]
Risultati d’apprendimento previsti
Il corso prevede l’apprendimento dei concetti base atti alla elaborazione di dati sperimentali ed alla
valutazione dell’errore di misura. La seconda parte prevede l’apprendimento dei concetti base della
datazione di reperti archeologici utilizzando tecniche basate sulla Luminescenza ed il loro utilizzo
in attività di laboratorio
Eventuali propedeuticità
Nessuno
Anno di corso e semestre
1° anno del corso di laurea magistrale
Testi di riferimento
Materiale didattico fornito dal docente.
Per approfondimenti: M.J. Aitken Thermoluminescence dating, Academic Press London 1985
Modalità di erogazione
Tradizionale x
A distanza
Misto
Sede
Aula D del Dipartimento Interateneo di Fisica – Via Amendola 173 – Bari
Organizzazione della didattica.
Lezioni frontali in aula 5 CFU pari a 47 ore effettive di lezione
Modalità di frequenza
Obbligatoria Libera
x
Metodo di valutazione
prova orale x
prova scritta prova pratica Data di inizio e termine e il calendario delle attività didattiche;
Inizio:7 ottobre 2008
Fine: 15 gennaio 2009
Eventuale attività di supporto alla didattica
Per il corso non è prevista nessuna attività di supporto.
Orario di ricevimento studenti
Mercoledì 15:30-17:30
Lunedì 15.30 - 16.30
Calendario delle prove di esame.
Anno 2009
21 Gennaio 2009, 4 Febbraio 2009, 18 Febbraio 2009, 24 Giugno 2009, 8 Luglio 2009, 22 Luglio 2009, 10
Settembre 2009, 17 Settembre 2009
Appelli straordinari per studenti fuori corso
11 Marzo 2009, 15 Aprile 2009, 13 Maggio 2009, 14 Ottobre 2009, 18 Novembre 2009, 9 Dicembre 2009