TÜRKİYE' NİN İLK VE TEK ARKEOLOJİ TEKNOLOJİLERİ PORTALI

Birini diğerinden ayırt etmek mümkün değildir. Hal böyle olunca elektronu keşfeden Rutherford’ un arkeoloji ile olan ilgisinin ne olduğunu merak ettim ve aşağıdaki yorumu sizlere sunmak istedim.

Elektromanyetik fiziği okuyanlar Rutherford ismini çok duymuştur... Arkeometrik ölçümlerde kullanılan RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry) yöntemi daha çok seramik ölçümlerinde kullanılır. Bugünkü atom modelini antik çağlardan bu yana Thales ile başlayan Anaksimendros ile devam eden Demokritos ile sonuca oluşturan atomizm fikrinin deneysel olarak Rutherford tanımlamış, sonuç olarak Einstein’in bile karşı çıkmasına rağmen bugünkü Bohr atom modelinin oluşmasını sağlamıştır. Bunda Rutherford’ un Bohr ile olan sosyal ilişki bağlamında iyi bir arkadaşlığının olmasına yani ‘sosyoloji’ ilminin teknolojiye faydasının da olduğunu söylememiz gerekir. Zira Danimarkalı ve İngilizcesi pek de iyi olmayan centilmen Bohr, Londra’da Rutherford’u ziyaret ettiğinde Londra’daki bürosunda bulamadığı Rutherford’un sekreterine Bohr için bir otel odası ayarlamasını ve kendisini beklemesi gibi ‘sosyolojik’ bir davranışın da katkısı olduğunu söylememiz gerekir. Bağnaz kilise kurallarına aykırılığı hiçbir zaman kabul etmeyen ve Aristo’nun 1800 lü yıllara kadar devam eden ‘magister dixit’ denilen ‘böyle buyurdu usta’ kavramına dayalı toprak, su ,hava, ateş elementleri kavramının yıkılması ise ancak ve ancak 1800 lü yıllara tekabül eden ve icatlar çağı’ olarak adlandırılan bir döneme rast gelecekti.

Rutherford’un arkeolojiye ne katkısı olmuştur… Bunu aşağıdaki satırlarda önce X ışınları spektrometresini inceleyerek açıklayacağım.

Spektroskobik yöntemler ile bir arkeolojik buluntunun analiz edilmesi elektromanyetik dalga ile maddenin etkileşimi, dalga boyuna bağlı olarak incelenen maddenin kimyasal yapısı ve bileşiminin belirlenmesi amacıyla yapılır. Bunların başında X ışınları spektroskobik ölçme yöntemleri gelmektedir.

X ışınları yukarıdaki şekilde görülen havası boşaltılmış bir tüp içinde katottan üretilen elektronların bir anoda çarpıtılması ile elde edilir. Tüpün içindeki hava, elektronların hava içindeki gaz moleküllerine çarparak hedefe ulaşmalarını önlemek üzere boşaltılır. Burada katod, yüksek iletkenliğe sahip bir tel, anot ise tungstenden yapılmış bir (yeşil renk) metaldir. Elektronlar katoda uygulanan voltaj ile katoddan ayrılırlar ve anoda doğru büyük bir hızla yönelirler. Bir müddet sonra elektronların enerjileri keV lar seviyesine ulaşır ve bir müddet sonra da X ışınları saçılmaya başlar.

X ışınlarının ne özellikleri var ?

Gözle görünmezler, çünkü dalga boyları çok küçüktür. ( 0,01A° ile 1A° arasında), Doğrusal bir yol boyunca C = 300.000.000 m/s hızla yayılırlar. Fotoğraf filmine etki ederler bu bakımdan film çekiminde kullanılırlar. Dalga boyları çok küçük, frekansları da çok büyük olduklarından enerjileri çok büyüktür. ( EX = h.fx ) Yüksek enerjili olduklarından canlı hücrelere zarar verirler. Saydam olmayan maddelerden bile geçebilirler. Ancak kurşun tabakalardan geçemezler. Gazların içinden geçerlerken iyonlaşmaya sebep olurlar. Elektrik bakımından yüksüzdürler. Bu bakımdan elektrik ve manyetik alandan etkilenmezler. Maddeler tarafından soğurulurlar. Girişim ve kırınım olaylarını gerçekleştirirler.

X ışınları çok yüksek titreşime (10 ¹⁵) sahip foton ya da elektromanyetik dalgalardır. Enerjisi 0.125 -125 keV, dalga boyu 10-0.01 nanometre aralığındadır. Uygun olamayan dozlarda canlılar üzerinde zararlı etkisi bilinmekle birlikte x- ışınları arkeolojik buluntuların analiz edilmesi açısından analizi yapılacak esere herhangi bir zarar vermeden analizinin yapılabileceği en iyi yöntemlerden bir tanesidir.

Arkeolojide X ışınları ile ölçme yöntemleri XRD (X ışını toz kırınımı) olarak maddelerin kristal yapısının aydınlık hale getirilerek görüntülenmesine, XRF (X ışını floresans) ile Çanak Çömleklerin İz Element Analizi yapılmasına ve PIXE (Particle Induced X-Ray Emission) olarak kullanılır.

Şimdi önce XRD yöntemini görelim… XRD örneklerin örneğin bir seramik parçasının KRİSTAL YAPISI ve MİNERAL FAZLARININ dağılımının anlaşılması için uygulanır. Bu teknik ile bilinmeyen bir malzemelerin tanımlanması ve kafes yapıları bulunabilir. X ışınları örneğin içindeki her bir atoma çarpar ve buradan daha düşük şiddette ikincil dalgalar yayılır. Bu yayılan dalgalar ya birbirlerini kuvvetlendirir ya da birbirlerinden ayrılarak birbirlerini yok ederler. Yayılan dalgalar arasındaki faz farkı dalga boyunun tam katları ise kuvvetlenme olur. Bu koşul Bragg yansıma denklemi olarak bilinen λ dalga boyu, d kafes düzlemleri uzaklığı ve θ geliş açısı olmak üzere n λ = 2dSin θ bağıntısı gerçekleştiğinde oluşur. Burada n birinci, ikinci, üçüncü, difraksiyon…. Dalga boylarını tanımlar.