Neutronenaktivierungsanalyse (NAA)

Die Neutronenaktivierungsanalyse ist eine verbreitete Methode für die Spurenelementbestimmung von archäologischem Fundmaterial. Als klassische Anwendung ist die Herkunftsbestimmung von Keramik anhand der Spurenelementmuster, die sog. „Fingerprintmethode“ zu nennen. Es lassen sich über 20 Elemente mit hoher Nachweisempfindlichkeit bestimmen. Im Vergleich zu anderen Analyseverfahren ist keine aufwändige Probenaufbereitung erforderlich, da es sich im Prinzip um eine zerstörungsfreie Methode handelt. Es werden routinemäßig neben Keramik, Ton und Obsidian auch Kupfer- Bronze- und Eisenartefakte sowie deren Ausgangserze und  Verhüttungsprodukte analysiert. Eine weitere Anwendung ist  die Bestimmung der natürlichen Radionuklide beispielsweise in Feuerstein für die Thermolumineszenzdatierung. Analysen von organischem Material wie etwa Holz oder Torf können Informationen über mögliche Schwermetallbelastungen bei entsprechenden Fragestellungen liefern.

Das Grundprinzip der NAA beruht auf der Anregung von Atomkernen mit thermischen Neutronen. Durch  Neutroneneinfang wandeln sich die Atomkerne unter Abgabe von Gammastrahlung um wobei sich neue stabile Nuklide bilden. Die emittierte Gammastrahlung besitzt für jedes Radionuklid eine spezifische Energie und kann daher einem bestimmten Element zugeordnet werden. Die quantitative Bestimmung der Elemente wird mit Hilfe von Referenzmaterial bekannter Zusammensetzung vorgenommen.

Die Bestrahlung der Proben erfolgt am TRIGA-Forschungsreaktor des Instituts für Kernchemie der Johannes–Gutenberg-Universität Mainz. Die Proben werden je nach Materialzusammensetzung 6 bis 12 Stunden mit thermischen Neutronen bestrahlt. Nach einer Abklingzeit von einigen Tagen erfolgt der Transport ins Gammaspektrometrie-Labor nach Mannheim wo die NAA-Analysen durchgeführt werden.

Ihr Ansprechpartner für weitergehende Fragen:

Dr. Thorsten Schifer