Archäologie wird mit Neutronen sichtbar:

Nippes aus dem alten Rom

Das Geheimnis der 28 Zentimeter hohen Merkur-Statuette wurde am Instrument ANTARES an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz der TUM gelüftet. ANTARES steht für Advanced Neutron Tomography and Radiography Experimental System. „Mit Neutronen können wir die meisten Metalle besser durchleuchten als mit Röntgenstrahlen“, erklärt der Diplom-Physiker Martin Mühlbauer die Vorteile der Neutronen-Tomographie. Röntgenstrahlen werden bereits durch wenige Millimeter Blei völlig absorbiert. Doch ein Strahl langsamer Neutronen wird von zehn Zentimeter Blei nur um 60 Prozent abgeschwächt.

Die meisten Neutronen, die durch ein zwölf Meter langes Flugrohr von der Neutronenquelle zum untersuchten Objekt auf dem Probentisch gelangen, durchdringen das Metall. Abhängig vom Material und von dessen Dicke werden jedoch einige der Neutronen von den Atomkernen im Gegenstand gestreut oder absorbiert. So entsteht im Detektor von ANTARES hinter dem Objekt ein Schattenbild (Radiographie) desselben. Während der Untersuchung dreht sich der Probentisch um 360 Grad, sodass unter verschiedenen Winkeln Radiographien des Gegenstands aufgenommen werden können. Bei dem hierfür verwendeten Detektor treffen die Neutronen, die nicht im Objekt gestreut oder absorbiert werden, auf einen Szintillator und werden in sichtbares Licht umwandelt. Eine hochpräzise Kamera nimmt das Licht auf und speichert sie als digitale Fotodatei. Die etwa 200 bis 800 Projektionen werden nach einem Rekonstruktionsprozess schließlich zur 3-D-Ansicht des Objekts, der Tomographie, zusammengesetzt

Die untersuchte Merkur-Statuette stammt aus einer Ausgrabung der Archäologischen Staatssammlung in Obernburg am Main im Landkreis Miltenberg unter der Leitung von Dr. Bernd Steidl. Die Bronzefigur entstand wohl im zweiten Jahrhundert nach Christus. Der zuständige Landeskonservator von der Archäologischen Staatssammlung München, Professor Rupert Gebhard, hat die Figur nun an der Neutronenquelle in Garching untersuchen lassen, um herauszufinden, wie sie hergestellt wurde.

Die Tomographie-Aufnahmen vom FRM II interpretiert der Regensburger Vorgeschichtsprofessor Gebhard so: In der Statuette befindet sich ein Hohlraum und ein loses Kügelchen, das vom ursprünglichen Gusskern stammen könnte. Dieser ist durch ein Türchen entfernt worden, das nach dem Gießen in den Rücken des Merkurs gestemmt wurde und mit Blech abgedeckt ist. Das Blech ist bei Schnitten durch die Neutronen-Aufnahme deutlich zu erkennen. An der Figur außen ist sie jedoch gut versteckt. Außerdem wird in der Tomographie der TUM-Wissenschaftler sichtbar, dass die Beine des Merkur getrennt gefertigt und nur im Überfangguss mit dem Körper verbunden sind. „All das lässt auf eine antike Serienproduktion schließen“, sagt Gebhard. Denn der Hohlraum half Kupfer sparen, und die angestückelten Beine waren weniger zerbrechlich als bei aus einem Stück gegossenen Figuren.

Ansprechpartner

Martin Mühlbauer
Technische Universität München
Forschungs-Neutronenquelle
Neutronentomographie ANTARES
Lichtenbergstraße 1, 85748 Garching
Tel. +49 89 289 12106

Prof. Rupert Gebhard
Landeskonservator
Archäologische Staatssammlung München
Tel. +49 89 21124 501, Sekr. +49 89 21124 468

Bildmaterial

http://mediatum.ub.tum.de/?cunfold=738811&dir=738811&id=738811