NEUTRON ACTIVATION AUTORADIOGRAPHY OF OIL PAINTINGS

Abstract

A very moderate, non-destructive radioactivation of oil paintings, induced by thermal neutron bombardment, such that approximately only one in 10¹² of the atoms comprising any painting is transformed into a radioactive species, has been found to produce temporary radioactivity sufficient to expose photographic film placed in direct contact with the paintings.

The resulting autoradiographs resemble conventional X-radiographs in that they reveal structural details in depth of both the painting and its support. Since the radioactivities arising from the different elements within a painting decay in different manners and at different rates, a series of significantly distinct auto radiographs can be obtained of any painting by making exposures through appropriate filters and at varying times following the original activation. Analysis of such a series of autoradiographs permits the identification of a number of the pigments used in a painting, together with information about the manner in which they were originally laid down by the artist and their distribution throughout the body of the painting.

Preliminary investigations have shown that the stability of oil paintings is unaffected by the activation procedure. The inherently necessary radiation dose absorbed by a painting as a result of activation sufficient for autoradiography is of the order of 50 rads. Paintings subjected to absorbed doses one hundred times as great as the dose necessary for autoradiography exhibit no changes in color, hardness, flexibility and solubility three years after their original activation.

Abstract

On a constaté qu’une radioactivation non-destructive très modérée de peintures à l’huile, provoquée par un bombardement de neutrons thermiques de façon qu’un seul sur 10¹² atomes d’une peinture quelconque est transformé en une espèce radioactive, produit une radioactivité temporaire qui suffit à exposer une pellicule photographique placée en contact direct avec les peintures. Les autoradiogrammes qui en résultent ressemblent aux radiogrammes ordinaires aux rayons X, en ce sens qu’ils révèlent les détails structurels en profondeurde la peinture elle-même et de son support. Etant donné que les radioactivités surgissant des différents éléments dans une peinture dépérissent de diverses manières et à des rythmes variés, il est possible d’obtenir une série d’autoradiogrammes nettement distincts de n’importe quelle peinture en exposant les pellicules à travers des filtres appropriés et à des époques diverses après l’activation initiale. L’analyse d’une telle série d’autoradiogrammes permet d’identifier un certain nombre de pigments utilisés dans une peinture, ainsi que de constater de quelle fa¸on iIs ont été apposés à l’origine par l’artiste et leur distribution à travers Ie corps de la peinture. Des investigations préliminaires ont révélé que Ia stabilité de peintures à l’huile n’est pas affectée par le processus d’activation. La dose de radiation nécessairement inhérente qui est absorbée par une peinture en conséquence d’une activation suffisant à un autoradiogramme, se situe dans l’ordre de grandeur de 50 rad. Trois années après leur activation initiale, les peintures assujetties à l’absorption de doses cent fois plus fortes que celle nécessitée pour un autoradiogramme ne manifestent pas de changements dans les coloris, la dureté, la flexibilité et la solubilité.

Abstract

Eine schwache, unschädliche Aktivierung von Ölgemälden, durch Beschuß mit thermischen Neutronen—so, daß nur etwa eines von 10¹² Atomen in eine radioaktive Form umgewandelt wird—erzeugt eine temporäre Radioaktivität, die ausreicht urn einen photographischen Film, der sich in unmittelbarem Kontakt mit dem Gemälde befindet, zu belichten.

Die dabei entstehenden Auto-Radiogramme sind den üblichen Röntgenaufnahmen insoweit ähnlich, daß sie strukturelle Einzelheiten in der Tiefe der Malerei und des Bildträgers erkennen lassen. Da die Radioaktivitäten, die aus den verschiedenen, in einem Gemäde enthaltenen Elementen entstehen, verschiedenartig und mit verschiedener Geschwindigkeit abklingen, kann man eine Reihe deutlich unterscheidbarer Auto-Radiogramme von einem Gemälde erhalten, indem man die Belichtung durch geeignete Filter und in verschiedenem zeitlichen Abstand von der ursprünglichen Aktivierung vornimmt. Die Analyse einer solchen Serie von Aufnahmen erlaubt die Identifizierung einer Anzahl von Pigmenten, die in dem Gemälde verwendet worden sind, und gibt gleichzeitig Auskunft über die Art und Weise, wie diese vom Maler aufgetragen worden sind, und tiber deren Verteilung in der Farbmasse des Gemäldes.

Vorläufige Untersuchungen haben gezeigt, daß die Haltbarkeit von Ölgemalden durch den Aktivierungsprozeß nicht beeinträchtigt wird. Die unbedingt notwendige Strahlendosis, die von einem Gemälde absorbiert wird, urn eine für Auto-Radiogramme ausreichende Aktivierung zu gewährleisten, liegt in der Größenordnung von 50 rad. Gemälde, die einer 100 fach größeren Dosis als für Auto-Radiographie notwendig ist, ausgesetzt waren, zeigen 3 Jahre nach ihrer Aktivierung keinerlei Veränderung in der Farbe, Härte, Biegsamkeit und Löslichkeit.

Abstract

Un’assai moderata radioattivazione indistruttiva di pitture ad olio indotta a mezzo di bombardamento di neutroni termica, sicché approssimativamente solo uno in 10¹² degli atomi compresi in ciascuna pittura viene trasformato in specie radioattive, è stata scoperta per produrre radioattività sufficiente per esporre dei films fotografici messi a diretto contatto con Ie pitture.

Le autoradiografie ottenute assomigliano a radiografie X convenzionali in quanto esse rivelano dettagli strutturali in profondità di entrambe le pitture e loro supporti. Dall’ emanazione delle radioattività dei vari elementi di decomposizione delle pitture in diversi modi ed in tempo diverso, si può ottenere una serie di autoradiografie significativamente distinte di ogni pittura, facendo delle esposizioni per mezzo di appositi filtri e, al cambiare del tempo, seguendo l’attivazione originale. Analisi di tali serie di autoradiografie permettonc l’identificazione di un numero di pigmenti usati in una pittura unitamente all’informazione circa la maniera con la quale venne originariamente dipinto dall’artista e la sua distribuzione attraverso il corpo della pittura.

Ricerche preliminari hanno dimostrato che la stabilità delle pitture ad olio non è affettata nel procedimento di attivazione. La dose di radiazione assolutamente necessaria da assorbire dalla pittura per un risultato di attivazione sufficiente per autoradiografia è nell’ ordine di 50 rad. Pitture soggette all’assorbimento di dosi 100 volte maggiori della dose necessaria per autoradiografia, non cambiano colore, durezza, flessibilità e solubilità per la durata di 3 anni dopo la loro attivazione originale.

Abstract

Una radioactivación no destructiva y muy moderada de pinturas al oleo, inducida porbombardeo neutrón térmico, de manera que sólo uno en 10¹² de los átomos que contiene cualquier pintura, se transforme en una especie radioactiva, ha sido demonstrada a producir temporadamente una radioactividad suficiente para exponer película fotográfica, puesta en contacto directo con las pinturas.

Las autoradiografías que resultan, parecen X-radiografias convencionales en el sentido que revelan detalles estructurales en profundidad tanto de la pintura como de su sustento. Como las radioactividades, proveniendo de los varios elementos dentro de una pintura descaecen de formas diferentes y en proporciones diferentes, puede obtenerse una serie de autoradiografías expresivamente distintas de cualquier pintura, haciendo exposiciones a través de los filtros apropiados y a momentos variables después de la activación original. El análisis de tal serie de autoradiografías permite la identificación de un número de pigmentos, us ados en una pintura junto con información sobre la forma en que originalmente fueron metidos por el artista y su distribución por todo el cuerpo de la pintura.

Investigaciones preliminarias han demostrado que la estabilidad de pinturas al óleo no es afectada por el procedimiento de la activación. La dosís de radiación inherentamente necesaria, absorbida por una pintura resultando de una activación suficiente para autoradiografía es de la orden de 50 rad. Pinturas sometidas a dosís absorbidas, que eran cien veces más grandes que la dosís necesaria para autoradiografía, no muestran cambios en color, solidez, flexibilidad y solubilidad a los tres años después su activación original.