Neutronenkanon biedt kunsthistorici zekerheid

Op het eerste gezicht lijkt het graven naar beeldjes ver verwijderd van het stralingsonderzoek dat in het Interfacultair Reactor Instituut (IRI) plaatsvindt. Toch is dit type onderzoek een reden dat afgelopen vrijdag een groep Leidse archeologen naar Delft kwam. Als aanvulling op hun schepjes zoeken de Leidenaren naar nieuwe technieken om de historische waarheid boven tafel te krijgen.

Eén van de initiatiefnemers van het archeologisch-fysisch onderzoek in Delft is emeritushoogleraar Hans Postma. Hij vult zijn oude dag met het schieten van neutronen op antieke beeldjes en bronzen bijlen. Door een nieuwe variant op dit stralingsonderzoek (neutronenresonantie-absorptie) te perfectioneren, ontdekt hij de chemische samenstelling van oudheidkundige verzamelingen.

De methode blijkt goed bruikbaar en maakt het voor Postma mogelijk dit najaar in het archeologisch tijdschrift ‘Archaeometry’ te publiceren. “De publicatie gaat over de analyse van Etruskische beeldjes uit de achtste tot de tweede eeuw voor Christus met deze methode”, zegt Postma. “Ik heb de beeldjes van het Rijksmuseum voor Oudheidkunde in Leiden (RMO) in bruikleen gekregen. Men was benieuwd of er in de verzameling, de Corazzi-collectie van een Italiaanse graaf uit 1826, vervalsingen zitten. In de Renaissance is de oude Etruskische beschaving namelijk een tijdje populair geweest en zijn er veel beeldjes nagemaakt die tussen de echte terecht zijn gekomen.”

Een kunsthistoricus maakt de eerste schifting. Een priesteres met haar attributen die geen kuis rokje draagt, maar heel wulps haar naakte lichaam blootstelt is bijvoorbeeld al verdacht. Etrusken beeldden priesteressen nooit zonder kledingstuk af, terwijl in de Renaissance het motto ‘hoe bloter hoe beter’ juist stevig in opmars was.

Postma nam de Etruskische vrouwen vervolgens mee naar het in het bos gelegen Irmm in het Belgische Geel. Hier staat een geschikt neutronenkanon om ze te analyseren. Dit kanon is een versneller die met hoogenergetische elektronen gedurende een nanoseconde neutronen uit uranium losmaakt. Die neutronen gaan via een twaalf meter lange buis naar de meetopstelling met beeldje, waar ze inslaan. Op het moment van inslag zendt een atoom gammastraling uit die door een detector wordt opgevangen.

“In vergelijking met elektronen hebben neutronen een lage snelheid, van maar tien tot vijftig kilometer per seconde”, zegt Postma. “Hierdoor kun je gemakkelijk het tijdsverschil meten tussen het moment dat de neutronen het uranium verlaten en het moment dat ze inslaan op het beeldje. Zo weet je dus de snelheid en daarmee de energie van die neutronen.”

De neutronen in de bundel hebben allemaal een andere energie. Wanneer je die energie van een neutron berekent, kun je ook weten welke atoomsoort dit neutron heeft gevangen. Iedere atoomsoort heeft namelijk een voorkeur voor het absorberen van neutronen met passende energie. Zo weet je of bijvoorbeeld koper of tin in het beeldje gammastraling heeft uitgezonden.

De methode kent veel voordelen. Er hoeft niets van het oppervlak geschraapt te worden, en er is chemische zekerheid over de herkomst. Zo kan een bronzen beeldje van de Etrusken geen elementen bevatten die wel in het brons van de Romeinen of latere tijd kunnen zitten.

En dit bleek bij de analyse nu net het geval, zo ontdekte Postma. “Sommige beeldjes bevatten veel zink”, zegt hij. “Terwijl de Romeinen pas technisch in staat waren ‘brons’ te maken waarin zink zat. Dat konden die Etrusken op hun houtskoolvuurtjes nog niet voor elkaar krijgen. Dergelijke beeldjes zijn dus vals en helaas voor sommige musea blijkt dit nu bij meer collecties het geval.”

Echt of vals? Waar een kunsthistoricus de plank mis kan slaan, biedt het neutronenkanon zekerheid. Het rechter beeldje bleek in dit geval een vervalsing uit de Renaissance.

Op het eerste gezicht lijkt het graven naar beeldjes ver verwijderd van het stralingsonderzoek dat in het Interfacultair Reactor Instituut (IRI) plaatsvindt. Toch is dit type onderzoek een reden dat afgelopen vrijdag een groep Leidse archeologen naar Delft kwam. Als aanvulling op hun schepjes zoeken de Leidenaren naar nieuwe technieken om de historische waarheid boven tafel te krijgen.

Eén van de initiatiefnemers van het archeologisch-fysisch onderzoek in Delft is emeritushoogleraar Hans Postma. Hij vult zijn oude dag met het schieten van neutronen op antieke beeldjes en bronzen bijlen. Door een nieuwe variant op dit stralingsonderzoek (neutronenresonantie-absorptie) te perfectioneren, ontdekt hij de chemische samenstelling van oudheidkundige verzamelingen.

De methode blijkt goed bruikbaar en maakt het voor Postma mogelijk dit najaar in het archeologisch tijdschrift ‘Archaeometry’ te publiceren. “De publicatie gaat over de analyse van Etruskische beeldjes uit de achtste tot de tweede eeuw voor Christus met deze methode”, zegt Postma. “Ik heb de beeldjes van het Rijksmuseum voor Oudheidkunde in Leiden (RMO) in bruikleen gekregen. Men was benieuwd of er in de verzameling, de Corazzi-collectie van een Italiaanse graaf uit 1826, vervalsingen zitten. In de Renaissance is de oude Etruskische beschaving namelijk een tijdje populair geweest en zijn er veel beeldjes nagemaakt die tussen de echte terecht zijn gekomen.”

Een kunsthistoricus maakt de eerste schifting. Een priesteres met haar attributen die geen kuis rokje draagt, maar heel wulps haar naakte lichaam blootstelt is bijvoorbeeld al verdacht. Etrusken beeldden priesteressen nooit zonder kledingstuk af, terwijl in de Renaissance het motto ‘hoe bloter hoe beter’ juist stevig in opmars was.

Postma nam de Etruskische vrouwen vervolgens mee naar het in het bos gelegen Irmm in het Belgische Geel. Hier staat een geschikt neutronenkanon om ze te analyseren. Dit kanon is een versneller die met hoogenergetische elektronen gedurende een nanoseconde neutronen uit uranium losmaakt. Die neutronen gaan via een twaalf meter lange buis naar de meetopstelling met beeldje, waar ze inslaan. Op het moment van inslag zendt een atoom gammastraling uit die door een detector wordt opgevangen.

“In vergelijking met elektronen hebben neutronen een lage snelheid, van maar tien tot vijftig kilometer per seconde”, zegt Postma. “Hierdoor kun je gemakkelijk het tijdsverschil meten tussen het moment dat de neutronen het uranium verlaten en het moment dat ze inslaan op het beeldje. Zo weet je dus de snelheid en daarmee de energie van die neutronen.”

De neutronen in de bundel hebben allemaal een andere energie. Wanneer je die energie van een neutron berekent, kun je ook weten welke atoomsoort dit neutron heeft gevangen. Iedere atoomsoort heeft namelijk een voorkeur voor het absorberen van neutronen met passende energie. Zo weet je of bijvoorbeeld koper of tin in het beeldje gammastraling heeft uitgezonden.

De methode kent veel voordelen. Er hoeft niets van het oppervlak geschraapt te worden, en er is chemische zekerheid over de herkomst. Zo kan een bronzen beeldje van de Etrusken geen elementen bevatten die wel in het brons van de Romeinen of latere tijd kunnen zitten.

En dit bleek bij de analyse nu net het geval, zo ontdekte Postma. “Sommige beeldjes bevatten veel zink”, zegt hij. “Terwijl de Romeinen pas technisch in staat waren ‘brons’ te maken waarin zink zat. Dat konden die Etrusken op hun houtskoolvuurtjes nog niet voor elkaar krijgen. Dergelijke beeldjes zijn dus vals en helaas voor sommige musea blijkt dit nu bij meer collecties het geval.”

Echt of vals? Waar een kunsthistoricus de plank mis kan slaan, biedt het neutronenkanon zekerheid. Het rechter beeldje bleek in dit geval een vervalsing uit de Renaissance.