Caracterização química elementar e identificação de fontes de obsidianas utilizando fluorescência de raios X com equipamento portátil (PXRF)
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Resumo
Resumo: O estudo de artefatos arqueológicos e do patrimônio cultural por meio de técnicas analíticas com equipamentos portáteis vem se tornando cada vez mais rotineiro nos dias atuais Diversos tipos de equipamentos portáteis de EDXRF têm sido usados nas mais diferentes situações envolvendo analises in situ abrangendo uma extensa gama de geometrias, detectores, corrente e tensão aplicadas nos tubos de Raios X Sendo assim, é de suma importância que a geometria dos sistemas portáteis utilizados neste estudo seja adequada para uma precisa obtenção e posterior análise dos dados O presente trabalho tem como principal objetivo realizar a caracterização química elementar de 23 amostras de obsidianas sendo, 2 amostras do Equador, 2 amostras da Europa e 1 amostra do México, e posterior identificação das possíveis fontes atribuídas as amostras analisadas Para isso, a sensibilidade analítica dos equipamentos portáteis foi otimizada por meio de um planejamento fatorial 24 para a determinação química elementar de objetos arqueológicos em laboratório e in situ, em especial obsidianas Na otimização dos sistemas Portáteis de Fluorescência de Raios-X por Dispersão em Energia (EDXRF) as variáveis estudadas foram: 1 - Distância detector-amostra; 2 - Distância Tubo de Raios X-amostra; 3 - Corrente aplicada no Tubo de Raios X e 4 - Tensão aplicada no Tubo de Raios X O sistema utilizado para as análises de elementos com número atômico superior a 26 (Fe) foi: PXRF-LFNA-2, o qual é composto por um tubo de raios-X (com alvo e filtro de Ag) com potência de 4W, e um detector Si-PIN modelo XR-1CR da Amptek Inc com resolução de 221eV para a linha de 59keV (com janela de Be de espessura de 25µm e colimador de Ag) Para as análises de elementos abaixo do número atômico 26 o sistema usado foi o PXRF-LFNA-3, composto por um tubo de raios-X com alvo de W com potência de 4W e um detector de Si-PIN modelo XR-1CR da Ampetc Inc com resolução de 149eV para a linha de 59keV (com janela de Be de espessura de 12,7µm e colimador de Ag) Foi possível verificar a presença dos principais elementos nas diferentes amostras de obsidianas analisadas, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Rb, Sr, Y, Zr e Nb Todos esses elementos foram quantificados neste trabalho por meio de curvas de calibração, as quais foram avaliadas sistematicamente De um modo geral, as curvas de calibração se mostraram significativas, considerando a Análise de Variância (ANOVA), para os intervalos de valores de concentrações estabelecidos pelas amostras de referencia Os resultados obtidos para as concentrações dos elementos K, Ca, Ti, Mn, Fe, Rb, Sr, Y, Zr e Nb estão acima de seus limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), possuindo assim significância estatística Os resultados das concentrações de alguns elementos para determinadas amostras foram comparadas com resultados obtidos através de outras técnicas A comparação mostrou que os valores de concentração obtidos por meio dos equipamentos portáteis de Fluorescência de Raios X empregados neste trabalho são significativos e podem ser comparados sem maiores problemas com os valores obtidos por técnicas mais robustas como por exemplo, INAA, ICP-MS e PIXE A otimização dos equipamentos PXRF-LFNA-2 e PXRF-LFNA-3 foi essencial para a qualidade dos resultados de concentração obtidos, pois foi possível comparar os dados obtidos com o sistema PXRF-LFNA-2 otimizado e não otimizado e constatar um diferença significativa nos valores Através da análise de agrupamento utilizando-se os valores de concentrações obtidos, foi possível constatar que são formados três principais grupos de amostras, um formado pelas amostras CTX1, CTX2, CTX3 e CTX4 (da região de Cotopaxi), outro formado pelas amostras QSC1 e QSC2 (Quiscatola) e um grupo grande formado por todas as outras amostras A amostra do México possui um fator discriminante favorável, que é a ausência do elemento Sr, o que acaba por ser o elemento chave dessa amostra em estudos de proveniência e identificação de fontes de obsidianas
Descrição
Palavras-chave
Física nuclear, Fluorescência de raio X, Radioatividade, Técnicas e aplicações nucleares, Nuclear physics, X-ray fluorescence, Radioactivity