Исследование объектов культурного наследия (монет) с помощью нейтронной дифракции и радиографии

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................................... 3

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ........................................................................................................... 6

1.1 Изучение объектов культурного наследия ...................................................................................... 6

1.2 Археологические находки на территории Волжской Болгарии ...................................................... 7

1.3 Нумизматические находки как объекты культурного наследия ..................................................... 9

1.4 Методы исследования нумизматических находок ....................................................................... 12

1.5 Нейтронная радиография и томография как инструмент для изучения культурного наследия .. 13

1.6 Перспективы в развитии метода нейтронной радиографии и томографии для изучения

археологических находок .................................................................................................................... 16

1.7 Применение нейтронной дифракции для исследования фазового состава объектов культурного

наследия ............................................................................................................................................... 19

1.8 Определение параметров решетки сплава серебра с медью методом нейтронной дифракции

для уточнения элементного состава .................................................................................................... 22

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .............................................................................................. 25

2.1 Импульсный высокопоточный реактор ИБР-2 ............................................................................... 25

2.2 Специализированная экспериментальная станция для нейтронной радиографии и томографии

.............................................................................................................................................................. 26

2.3 Метод обработки нейтронных радиографических изображений ................................................ 28

2.4 Дифрактометр для исследования микрообразцов при высоких давлениях ДН-6 ....................... 29

2.5 Метод обработки нейтронных дифракционных спектров ............................................................ 31

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МОНЕТ ВОЛЖСКОЙ БОЛГАРИИ ................................................................. 33

3.1 Отбор нумизматического материала ............................................................................................. 33

3.2 Исследование серебряного мультидерхема саманидов X века ................................................... 34

3.3 Исследование серебряного дирхема эмира Булат-Тимура XIV века ............................................ 39

3.4 Дифракционные исследования монет ........................................................................................... 41

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................................................ 46

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .......................................................................................................................... 47

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kurin, R. Safeguarding Intangible Cultural Heritage in the 2003 UNESCO

Convention: a critical appraisal [Text]/ R. Kurin// Museum International, – 2004.

– Vol.56. – P. 66-77.

2. Шухобородский А.Б. Объект археологического наследия как отдельный

феномен культурных ценностей [Текст]/ А.Б. Шухобородский// Общество.

Среда. Развитие (Terra Humana), – 2011. – №4. – С. 136-140.

3. Каменский С.Ю. Актуализация археологического наследия в современных

социально-культурных практиках [Автореферат]/ С.Ю. Каменский//

Екатеринбург: Гуманитарный университет, – 2009. – 24 с.

4. Ситдиков А.Г. О работе международной полевой археологической школы

в Болгаре (18-31 августа 2014г.) [Текст]/ А.Г. Ситдиков, Л.А. Вязов, Е.М.

Макарова// Поволжская археология, – 2014. – №3. – С. 294-303.

5. Janssens K. Non-destructive Micro Analysis of Cultural Heritage Materials

[Book]/ K. Janssens, R. Van Grieken// Elsevier Science, – 2004. – 800 p.

6. Авдусин А.Д. Полевая археология СССР [Книга]/ А.Д. Авдусин// Высшая

школа, – 1980. – 335 с.

7. Крадин Н.Н. Археологические культуры и этнические общности [Текст]/

Н.Н. Крадин// Теория и практика археологических исследований, – 2009. –

№5. – С. 9-19.

8. Lang J. Radiography of cultural material [Book]/ J. Lang, A. Middleton//

Elsevier Butterworth-Heinemann, – 2005. – 198 p.

9. Фахрутдинов Р.Г. Очерки по истории Волжской Булгарии [Книга]/ Р.Г.

Фахрутдинов // М.: Наука, – 1984. – 216 с.

10. Нунан Т.С. Торговля Волжской Булгарии с саманидской Средней Азией в

X в. [Текст]/ Т.С. Нунан // Археология, история, нумезматика, этнография

Восточной Европы. Сборник статей памяти В.И. Дубова, – 2004. – С. 256–

313.

48

11. Zwicker U. Roman techniques of manufacturing silver-plated coins [Book]/ U.

Zwicker, A. Oddy, S.L. Niece // Met. Plat. Patination. Butterworth-Heinemann,

– 1993. – P. 223–246.

12. Nørgaard H.W. Metalcraft within the Nordic Bronze Age: Combined

metallographic and superficial imaging reveals the technical repertoire in

crafting bronze ornaments [Text]/ H.W. Nørgaard // J. Archaeol. Sci. Academic

Press, – 2015. – Vol.64. – P. 110–128.

13. Begovatov E. The Chemical Composition of 10th-Century Silver Coins from the

I Semyonovo Unfortified Site (Republic of Tatarstan) [Text]/ E. Begovatov, V.

Lebedev, R. Khramchenkova // Povolzhskaya Arkheologiya, – 2013. – Vol.3. –

№5. – P. 169–174.

14. Griesser M. Application of x-ray and neutron tomography to study antique

Greek bronze coins with a high lead content [Text]/ M. Griesser, R. Traum, K.

Vondrovec, et al. // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. IOP Publishing, – 2012. –

Vol.37. – №1. – P. 1–5.

15. Kichanov S.E., Nazarov K., Kozlenko D.P. et al. Analysis of the internal

structure of ancient copper coins by neutron tomography [Text]/ S.E. Kichanov,

K. Nazarov, D.P. Kozlenko et al. // J. Surf. Investig., – 2017. – Vol.11. – № 3.

16. Corsi J. Compositional and microstructural characterization of Celtic silver

coins from northern Italy using neutron diffraction analysis [Text]/ J. Corsi, F.

Grazzi, A. Lo Giudice et al. // Microchemical Journal. – 2016. – V.126. – P.

501–508.

17. Siouris I.M. Characterization of ancient Greek coins using non-destructive TOF

neutron diffraction [Text]/ I.M. Siouris, S. Katsavounis, W. Kockelmann // J.

Phys. Conf. Ser. IOP Publishing, – 2012. – Vol.340. – №1. – P. 1–8.

18. Абрамзон М.Г. Исcледование химического состава сплава боспорских

билонных статеров III в. н.э. методами РФА-спектроскопии, нейтронной

томографии и дифракции [Текст]/ М.Г. Абрамзон, И.А. Сапрыкина, С.Е.

Кичанов и др. // Поверхность. Рентгеновские, Синхротронные И

Нейтронные Исследования, – 2018. – № 2. – P. 24–28.

49

19. Шайхутдинова Е.Ф. Компьютерная томография как метод изучения

нумизматического материала: плюсы и минусы [Текст]/ Е.Ф.

Шайхутдинова, Р.Х. Храмченкова, А.Г.Ситдиков. // Нумизматика Золотой

Орды, – 2016. – № 6. – С. 113–119.

20. Khramchenkova R.Kh. Archaeometry research of silver coins of the 10th

century from Volga Bulgaria (preliminary results) [Text]/ R.Kh.

Khramchenkova, E.F. Shaykhutdinova, E.A. Begovatov et al. // Povolzhskaya

Arkheologiya (The Volga River Reg. Archaeol, – 2015. – Vol.3. – №13. – P.

176–188.

21. Sodaei B. Possible sources for extraction of silver by comparison of parthian and

sasanian coins in mede satraps [Text]/ B. Sodaei, M. Hajivaliei, F. Khademi

Nadooshan // Mediterranean Arhaeology and Archaeometry, – 2013. – Vol.13.

– №1. – P. 161–170.

22. Mezzasalma A.M. Ancient coins and their modern fakes: an attempt of physicochemical

unmasking [Text]/ A.M. Mezzasalma, G. Mondio, T. Serafino et al. //

Mediterranean Archaeology and Archaeometry, – 2009. – Vol.9. – № 2. – P. 15–

28.

23. Beck L. Silver surface enrichment of silver–copper alloys: a limitation for the

analysis of ancient silver coins by surface techniques [Text]/ L. Beck, S.

Bosonnet, S. Reveillon et al. // Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. B

Beam Interact. with Mater. Atoms. North-Holland, – 2004. – Vol.226. – №1. –

P. 153–162.

24. Ingo G.M. Combined use of SEM-EDS, OM and XRD for the characterization

of corrosion products grown on silver roman coins [Text]/ G.M. Ingo, S. Balbi,

T. de Caro et al. // Appl. Phys. A. Springer-Verlag, – 2006. – Vol.83. – №4. – P.

493–497.

25. Weber G. Is the external beam PIXE method suitable for determining ancient

silver artifact fineness [Text]/ G. Weber, J. Guillaume, H.P. Garnir et al. // Nucl.

Instruments Methods Phys. Res. Sect. B Beam Interact. with Mater. Atoms., –

2000. – Vol.161. – P. 724–729.

50

26. Tate J. Some problems in analysing museum material by nondestructive surface

sensitive techniques [Text]/ J. Tate // Nucl. Instruments Methods Phys. Res.

Sect. B Beam Interact. with Mater. Atoms., – 1986. – Vol.14. – №1. – P. 20–23.

27. Caridi F. XPS and XRF depth patina profiles of ancient silver coins [Text]/ F.

Caridi, L. Torrisi, M. Cutroneo et al. // Appl. Surf. Sci. North-Holland, – 2013.

– Vol.272. – P. 82–87.

28. Šmit Ž. Elemental analysis of Celtic coins [Text]/ Ž. Šmit, P. Kos // Nucl.

Instruments Methods Phys. Res. Sect. B Beam Interact. with Mater. Atoms., –

1984. – Vol.3. – №1. – P. 416–418.

29. Meyer M.-A. Nonvacuum analyses of silver coins (9th to 15th century A.D.)

[Text]/ M.-A. Meyer, G. Demortier // Nucl. Instruments Methods Phys. Res.

Sect. B Beam Interact. with Mater. Atoms., – 1990. – Vol.49. – №1. – P. 300–

304.

30. Кропоткин В.В. Торговые связи Волжской Булгарии в X в. по

нумизматическим данным [Книга]/ В.В. Кропоткин // М.: Наука, – 1970. –

147 с.

31. Khramchenkova R. Advanced Microscopy Techniques for Nanoscale

Diagnostic of Cultural Heritage. Scanning Electron Microscopy for

Investigation of Medieval Coins and Frescos from the Republic of Tatarstan.

[Book]/ R. Khramchenkova, I. Safina, S. Drobyshev et al. // Advanced

Nanomaterials, 2019. P. 1-23.

32. Khramchenkova R. Interdisciplinary study of 13th century silver coins of the

Juchid (based on the materials of the Burundukovsky hoard, Tatarstan, Russia)

[Text]/ R. Khramchenkova, E. Shaykhutdinova, A. Bugarchev et al. // Acta

Imeko, – 2017. – Vol6. – №3. – P. 94–101.

33. Рындина Н.В. Естественнонаучные методы изучения древних

металлических изделий в лабораториях кафедры археологии МГУ:

достижения и перспективы [Текст]/ Н.В. Рындина, Н.В. Енисова, В.К.

Сингх// Исторические исследования, – 2015. – №3. – С. 292–315.

51

34. Равич И.Г. Металлографический анализ археологических находок из

цветного металла (историографический обзор) [Текст]/ И.Г. Равич//

Манускрипт, – 2017. – №12. – С. 157–163.

35. Chase W.T. Early Chinese Black mirrors and Pattern-Etched Weapons [Text]/

W.T. Chase, U.M. Franklin// Art Orientalis, – 1979. – №11. – P. 127–162.

36. Равич И. Г. Особенности состава и структуры благородной черной патины

на миниатюрных зеркалах сарматского времени, найденных на Северном

Кавказе [Текст]/ И.Г. Равич, Л.Б. Бер, Т.А. Мухина// Художественное

наследие, – 2004. – №21. – С. 27–44.

37. Moreno-Suárez A.I. Feasibility of different cleaning methods for silver-copper

alloys by X-ray fluorescence: Application to ancient Greek silver coins [Text]/

A.I. Moreno-Suárez, F.J. Ager, C. Rodríquez-Segovia, et al.// Spectrochimica

Acta Part B, – 2016. – Vol.116. – P. 85–91.

38. Кичанов С.Е. Исследование археологических объектов методом

нейтронной томографии [Текст]/ С.Е. Кичанов, Д.П. Козленко, И.А.

Сапрыкина и др.// В лабораториях института, – С. 20–22.

39. Полубояринова М.Д. Торговый инвентарь с болгарского городища [Текст]/

М.Д. Полубояринова// Поволжская археология, – 2013. – №2. – С. 252–259.

40. Руденко К.А. О хронологии восточного импорта в Волжскую Булгарию в

X-XI вв. (по материалам торевтики) [Текст]/ К.А. Руденко// Поволжская

археология, – 2017. – №2. – С. 157–172.

41. Коваль В.Ю. Испанская керамика в средневековом Болгаре [Текст]/ В.Ю.

Коваль// Поволжская археология, – 2016. – №4. – С. 99–124.

42. Губайдуллин А.М. Исследования в центральной части болгарского

городища («Дом ремесленника») [Текст]/ А.М. Губайдуллин// Поволжская

археология, – 2013. – №3. – С. 191–199.

43. Лопан О.В. Раскопки на южной окраине болгарского городища в 2016 году

(раскоп CCXVII) [Текст]/ О.В. Лопан, И.В. Волков, А.Г. Ситдиков//

Поволжская археология, – 2018. – №2. – С. 237–252.

52

44. Коваль В.Ю. Торговый инвентарь из раскопок базара середины XIV века в

Болгаре [Текст]/ В.Ю. Коваль// Поволжская археология, – 2013. – №4. – С.

9–33.

45. Беговатов Е.А. Средневековые ювелирные изделия Семеновского

комплекса [Текст]/ Е.А. Беговатов, Л.И. Казанцева// Поволжская

археология, – 2016. – №4. – С. 37–53.

46. Руденко К.А. Золотые украшения Волжской Булгарии и Булгарского улуса

Золотой Орды: опыт сравнительного анализа [Текст]/ К.А. Руденко//

Поволжская археология, – 2018. – №2. – С. 111–124.

47. Захаров Е.В. Роль монеты в развитии экономики древней Греции VI–IV вв.

до н.э. [Книга]/ Е.В. Захаров// Москва, – 2017. – 63 с.

48. Абрамзон М.Г. Содержание серебра в статерах Тейрана и реконструкция

техники серебрения [Текст]/ М.Г. Абрамзон, О.Л. Гунчина, И.А.

Сапрыкина// Проблемы истории, филологии, культуры, – 2017. – №4. – С.

152–169.

49. Debernardi P. Average and core silver content of ancient-debased coins via

neutron diffraction and specific gravity [Text]/ P. Debernardi, J. Corsi, I.

Angelini et al.// Archaeological and Anthropological Sciences, – 2018. – Vol.10.

– P. 1585–1602.

50. Абрамзон М.Г. Исследование химического состава сплава боспорских

билонных статеров III в. н.э. методами РФА-спектроскопии, нейтронной

томографии и дифракции [Текст]/ Поверхность. Рентгеновские,

синхротронные и нейтронные исследования, – 2018. – №2. – С. 24–28.

51. Bugoi R. Archaeometrical studies of Greek and Roman silver coins [Text]/ R.

Bugoi, B. Constantinescu, F. Constantin et al.// J Radioanal Nucl Chem., – 1999.

– Vol.242. – P. 777–781.

52. Воропай Е.С. Элементный анализ серебряных монет методом

двухимпульсной лазерной атомно-эмиссионной спектроскопии [Текст]/

Е.С. Воропай, К. Ф. Ермалицкая, В. М. Сидорович и др.// Вестник БГУ, –

2013. – №1. – С. 11–16.

53

53. Anderson I.S. Neutron Imaging and Applications [Book]/ I.S. Anderson//

Springer, – 2009. – 341 p.

54. Winkler B. Applications of Neutron Radiography and Neutron Tomography

[Text]/ B. Winkler// Reviews in Mineralogy & Geochemistry, – 2006. – Vol.63.

– P. 459–471.

55. Kardjilov N. Neutron tomography for archaeological investigations [Text]/ N.

Kardjilov, F. Fiori, G. Giunta, et al.// Journal of Neutron Research, – 2006. –

Vol.14. – №1. – P. 29–36.

56. Strobl M. Advances in neutron radiography and tomography [Text]/ M. Strobl,

I. Manke, N. Kardjilov, et al.// Journal of Physics D: Applied Physics, – 2009. –

Vol.42. – P. 1–21.

57. Белушкин А.В. Введение в методику рассеяния нейтронов [Книга]/ А.В.

Белушкин// М.: МГУ, – 2000.

58. Schwarz D. Neutron tomography of internal structures of vertebrate remains: a

comparison with x-ray computed tomography [Text]/ D. Schwarz, P. Vontobel,

E. H. Lehmann, et al.// Palaeontologia Electronica, – 2005. – Vol.8. – P. 1–11.

59. Kardjilov N. New features in cold neutron radiography and tomography Part II:

applied energy-selective neutron radiography and tomography [Text]/ N.

Kardjilov, S. Baechlerb, M. Basturkd, et al.// Nuclear Instruments and Methods

in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and

Associated Equipment, – 2003. – Vol.501. – P. 536–546.

60. Sato H. Inverse Pole Figure Mapping of Crystalline Grains by Bragg-dip

Neutron Transmission Imaging [Text]/ H. Sato, Y. Shiota, S. Morooka, et al.//

MLF Annual Report, – 2017. – Vol.2 – P. 8–10.

61. Козленко Д.П. Спектрометр для нейтронной радиографии и томографии

NRT [Текст]/ Д.П. Козленко, Б.Н. Савенко, С.Е. Кичанов и др.//

Предложения в программу развития комплекса спектрометров на реакторе

ИБР-2 на 2015 – 2020 гг., – 2014. – С. 75–78.

54

62. Балагуров А.М. Современная структурная нейтронография на импульсных

источниках нейтронов [Текст]/ А.М. Балагуров// Физика элементарных

частиц и атомного ядра, – 1992. – Т.23. – №4. – С. 1088–1143.

63. Аксенов В.Л. Времяпролетная нейтронная дифрактометрия [Текст]/ В.Л.

Аксенов, А.М. Балагуров// Успехи физических наук, – 1996. – Т.166. – №9.

– С. 955–985.

64. Куманин В.И. Материалы для ювелирных изделий [Книга]/ В.И. Куманин,

В.Б. Лившиц// М.: Астрель, Кладезь, – 2012. – 240 с.

65. Хансен М. Структуры двойных сплавов. Том 1 [Книга]/ М. Хансен, К.

Андерко// Металлургиздат, – 1962. – 608 с.

66. Wyckoff R.W.G. Crystal Structures. Second edition [Book]/ R.W.G. Wyckoff//

Interscience Publishers, – 1963. – 588 p.

67. Suh I-K. High-temperature expansion of six metallic elements measured by

dilatation method and X-ray diffraction [Text]/ I-K. Suh, H. Ohta, Y. Waseda//

Journal of Materials Science, – 1988. – Vol.23. – №2. – P. 757–760.

68. Spreadborough J. High-temperature X-ray diffractometer [Text]/ J.

Spreadborough, J. W. Christian// Journal of Scientific Instruments, – 1959. –

Vol.36 – №3. – P. 116–118.

69. Kozlenko D.P. Neutron radiography and tomography facility at IBR-2 reactor

[Text]/ D.P. Kozlenko, S.E. Kichanov, E.V. Lukin, et al.// Physics of Particles

and Nuclei Letters, – 2016. – Vol.13. – №3. – P. 346–351.

70. Kozlenko D.P. Neutron Radiography Facility at IBR-2 High Flux Pulsed

Reactor: First Results [Text]/ D.P. Kozlenko, S.E. Kichanov, E.V. Lukin, et al.//

Physics Procedia, – 2015. – Vol.69. – P. 87–91.

71. Schneider C.A. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis [Text]/ C.A.

Schneider, W.S. Rasband, K.W. Eliceiri// Nat. Methods., – 2012. Vol.9. – №7.

– P. 671–675.

72. Chen R.-C. PITRE : software for phase-sensitive X-ray image processing and

tomography reconstruction [Text]/ R.-C. Chen, D. Dreossi, L. Mancini et al. //

J. Synchrotron Radiat., – 2012. – Vol.19. – №5. P. 836–845.

55

73. Kozlenko D.P. The DN-6 Neutron Diffractometer for High-Pressure Research

at Half a Megabar Scale [Text]/ D.P. Kozlenko, S.E. Kichanov , E. Lukin et al.

// Crystals, – 2018. – Vol.8. – P. 1–9.

74. Rietveld H.M. A profile refinement method for nuclear and magnetic structures

[Text]/ H.M. Rietveld // Journal of Applied Crystallography, – 1969. – Vol.2. –

P. 65.

75. Rodriguez-Carvajal J. Programs for handling Magnetic Structures [Text]/ J.

Rodriguez-Carvajal //Physica B, – 1993. – Vol.192. – P. 1152–1159.

76. Sears V.F. Neutron scattering lengths and cross sections [Text]/ V.F. Sears //

Neutron News. Taylor & Francis Group, – 1992. – Vol.3. – №3. – P. 26–37.

77. Otsu N.A. Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms [Text]/

N.A. Otsu // IEEE Trans. Syst. Man. Cybern., – 1979. – Vol.9. – №1. – P. 62–

66.