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Mit Röntgenblick durchs Altertum

Röntgenstrahlen sind gefährlich und doch nützlich. Mediziner haben das bereits vor über 100 Jahren für ihre Zwecke erkannt. Aber was machen Röntgenstrahlen in der Archäologie? // Von Sebastian Nußbaum

07.02.2018 // Die meisten Leser von Technikjournal wurden vermutlich schon einmal geröntgt  – wegen eines gebrochenen Knochens, eines kranken Zahns, oder bei der Gepäckkontrolle am Flughafen. Ein weiterer Anwendungsbereich für Röntgenstrahlen ist die Archäometrie. Das ist eine naturwissenschaftliche Methode zur Klärung historischer Fragestellungen.

Einsatz am Rheinischen Landesmuseum Bonn

Holger Becker ist Restaurator am Rheinischen Landesmuseum Bonn und spezialisiert auf metallische Werkstoffe. "Als Restaurator stehe ich mit meiner Arbeit zwischen der Ausgrabung und der Vitrine im Museum", sagt Becker.
Der Restaurator erklärt, dass sich seine Aufgaben in zwei Bereiche aufteilen - die Konservierung und die Restaurierung. Konservierung diene der Erhaltung des Zustandes, wodurch ein weiterer Zerfall des Objekts verhindert werden solle. Die Restaurierung hingegen habe das Ziel, ein Fundstück möglichst in seinen Urzustand zurück zu bringen, um es beispielsweise anschaulich in einem Museum ausstellen zu können.
Soll ein Fundstück restauriert werden, so wird es zunächst auf Beschädigungen untersucht, die mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen sind. Anhand des Röntgenbildes kann der Restaurator dann entscheiden, was die optimale Behandlungsmethode für das Objekt ist. Ähnlich wie ein Arzt, der vor der Behandlung eines Knochenbruchs wissen muss, um welche Frakturform es sich handelt. Und die Röntgenmethode bringt einen bedeutenden Vorteil mit sich. Sie ist für die meist fragilen Objekt nahezu zerstörungsfrei.

Es geht um Informationen

"Mein Kerngeschäft ist die Informationsbeschaffung zur Beantwortung wissenschaftlicher Fragestellungen", sagt Becker. Wenn er ein Fundstück mit Röntgenstrahlen durchleuchtet, will er dem Objekt Informationen entnehmen.
"Röntgenstrahlen sind kein Spielzeug", betont Holger Becker. Durch eine Zusatzausbildung ist er nach der Strahlenschutz- und Röntgenverordnung berechtigt mit Röntgenstrahlen zu arbeiten. Die Röntgenanlage des Rheinischen Landesmuseums befindet sich unter der Erde Abgeschirmt durch eine schwere, mit Blei verfüllte Stahltüre. Während des Röntgenvorgangs darf sich niemand in dem zwei Stockwerke hohen Röntgenraum aufhalten. Gesteuert wird der Röntgenapparat über ein Steuerpult außerhalb des Röntgenraums.

Bildgebendes Verfahren und elementare Analyse

Bei der Röntgenanalyse stehen dem Restaurator zwei Verfahren zur Verfügung - ein bildgebendes Verfahren und eine elementare Analyse. Bei dem bildgebenden Verfahren wird eine der bekannten Schwarz-Weiß-Aufnahmen erstellt, auf denen das eingeschlossene Innere schemenhaft zu erkennen ist. Auch Details werden dadurch sichtbar. "Besonders interessant sind Details wie Tauschierungen, anhand derer sich das Fundstück datieren lässt", sagt Becker. Dieses Verfahren sei für Archäologen sehr zeitsparend. Der, für die wissenschaftliche Auswertung zuständige, Archäologe könne so schnell an nötige Informationen für die Datierung kommen.
Auf archäologischen Ausgrabungen kommt es vor, dass ein Fundstück zusammen mit dem umgebenen Sediment geborgen wird, um das darin eingeschlossene Fundstück zu stützen und vor Zerbrechen zu bewahren. Wissenschaftler nennen das Blockbergung. Um dann in das Innere des Sedimentblocks schauen zu können, ohne ihn öffnen zu müssen und dadurch den Zustand des Objektes zu gefährden, wird er mit dem Röntgenapparat durchleuchtet. Becker gewinnt dadurch Erkenntnisse über die Art und den Erhaltungszustand des Fundes. Und unnötiger Aufwand kann vermieden werden, sollte sich ein Objekt erst gar nicht als restaurierungsfähig erweisen.

Röntgenfluoreszenzanalyse

Röntgenfluoreszenz-Gerät

Röntgenfluoreszenz-Gerät, Bonn, 06.11.2017, Foto: Sebastian Nußbaum

Michael Heinzelmann von der Universität Köln hingegen nutzt für seine Arbeit eine andere Röntgenmethode. "Wir verwenden sehr intensiv Röntgenfluoreszenz-Geräte zur Materialanalyse. Das ist inzwischen ein Standardverfahren, das wir regelmäßig einsetzen", erklärt der Professor für Klassische Archäologie. Bei einer Röntgenfluoreszenzanalyse handelt es sich um eine Methode der Werkstoffprüfung, mit der die elementare Zusammensetzung von Werkstoffen gemessen wird. Dabei werden Röntgenstrahlen auf ein Objekt gerichtet, das dadurch angeregt wird ebenfalls Strahlung freizusetzen. Bei dieser freigesetzten Strahlung handelt es sich um Fluoreszenzstrahlung. Jedes Material setzt bei einer solchen Bestrahlung eine für sich charakteristische Strahlung frei, die sich messen lässt. Das Ergebnis der Messung ist also kein Bild sondern ein Wert, der in Zahlen ausgedrückt wird. So lässt sich herausfinden, aus welcher Legierung ein metallisches Fundstück besteht, ohne dem Objekt eine Probe entnehmen zu müssen und es dadurch zu beschädigen. Röntgenfluoreszenz-Geräte sind wesentlich kleiner als Apparate zur bildlichen Analyse. Es gibt sie auch als mobile Handgeräte, die vor Ort bei Ausgrabungen eingesetzt werden können, um direkt Messungen durchzuführen. Der Weg in ein Labor bleibt dem Fundstück erst einmal erspart. Zudem ist die Ausfuhr von Fundstücken oftmals durch örtliche Behörden untersagt. "Unsere Ausgrabungen spielen sich zum größten Teil im Mittelmeergebiet ab, von wo wir selten Fundobjekte nach Deutschland ausführen dürfen", sagt Michael Heinzelmann.

Der Autor

Sebastian Nußbaum

Sebastian Nußbaum

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