Über die Blockbergungen hinaus wurden insgesamt 120 weitere Objekte mit der µ-RCT nach un-terschiedlichen Fragestellungen untersucht, wobei alle Objekte mit der Kegelstrahl µ-RCT-Anlage Vtomex 450 am FEM in Schwäbisch Gmünd gemessen wurden.
93 einzeln geborgene Spathen (zwölf weitere Spathen befinden sich in Blockbergungen), bei denen neben den organischen Bestandteilen vor allem der Klingenaufbau im Zentrum der Untersuchung
stand, stellten den größten Teil der Funde dar, die mit µ-RCT untersucht und dokumentiert wur-den.18
Vor den Messungen wurden die Spathen partiell mit Paraloid B 72 (5 % in Aceton) gesichert und anschließend in zugeschnittenen Platten aus Ethafoam eingebettet und fixiert. Für die Messungen wurden diese wie die Blockbergungen in einer Holzkonstruktion fixiert, um Bewegungsartefakte zu vermeiden. Nach einigen Probemessungen mit variierenden Parametern und einer anschließenden Beurteilung der Messergebnisse wurden die Messungen mit einer Spannung zwischen 250 kV und einer Stromstärke von 320 µA unter Verwendung eines 1 mm Kupferfilters durchgeführt. Die Anzahl der Projektionen pro Teilbereich betrug 1200 bei einer Integrationszeit von 500 ms. Aufgrund der langen schmalen Form waren bis zu neun Messungen notwendig, um das gesamte Objekt bei einer möglichst hohen Auflösung zu erfassen. Diese Datensätze mussten anschließend zusammenge-fügt werden. Die Auflösung der Messungen liegt zwischen ~60 und ~150 μm, wobei einzelne Spathen bedingt durch den Durchmesser der jeweiligen Blockbergung mit einer höheren Auflösung gemessen werden konnten als die in den Blockbergungen (Stelzner et al. 2010: 97).
Darüber hinaus wurden an der Spatha aus Grab 65 weitere Messungen zur Untersuchung herstel-lungstechnischer Details und zum Einfluss von Strahlaufhärtungsartefakten auf das Messergebnis an der Eidgenössischen Materialprüfungsanstalt (EMPA) in Dübendorf (Schweiz) vorgenommen.
Hierfür wurde die Klinge in einer µ-RCT-Anlage mit einer Beschleunigungsspannung von 200 kV und einem Röhrenstrom von 60 µA gemessen. Um die Effekte von Strahlaufhärtung zu vermindern, wurde das Röhrenspektrum durch einen Kupferfilter von 1 mm Dicke aufgehärtet. Es wurden ins-gesamt 720 Projektionen des Objekts aufgenommen, wobei in jeder Position eine Integrationszeit von 6 Sekunden gewählt wurde. Das Objekt wurde dabei von einem hochpräzisen Drehtisch (Typ
„UPR-160F air“ von Micos) in Schritten von 0,5° um eine feste Achse rotiert. Der Bereich des Über-gangs von Griffangel zur Klinge wurde mit einer effektiven Pixelgrösse von ~70 μm gemessen, die Details der Klinge mit einer Auflösung von ~47 μm. Die gewonnenen Daten wurden mit einer an der EMPA entwickelten Rekonstruktionssoftware auf Basis des Feldkamp-Davis-Kress-Algorith-mus (Feldkamp et al. 1984) rekonstruiert.
Für einen Vergleich der bodengelagerten Klinge mit einem homogenen Material ähnlicher Form wurde zusätzlich ein flaches Stück Stahl ähnlicher Geometrie und Dimension (Platte von 30 x 100 mm2 mit einer Dicke von 4 mm) unter gleichen Bedingungen gemessen.19
18 Die Tabelle A.3 im Anhang bietet einen Überblick über die untersuchten Spathen. In Tabelle A.4 sind die weiteren gemessenen Einzelobjekte aufgelistet.
19 Die Messungen und die Rekonstruktion der Daten wurden von Dr. P. Schütz durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Kapitel 5.2.3 Spathaklinge beschrieben.
3.3.2 Submikro-Röntgencomputertomographie
Bei Kegelstrahl-RCT-Systemen führten kontinuierliche Entwicklungen im Bereich der Röntgenröh-ren und RCT-Anlagen zu Auflösungen von bis zu einem µm (µ-RCT) und darunter (Sub-µ-RCT).
Die Sub-µ-RCT eignet sich insbesondere für kleinere Objekte und Proben, an die besondere Fra-gestellungen gerichtet werden, die eine hohe Auflösung erfordern, um Details erkennen zu können.
Der µ-RCT ist die Sub-µ-RCT in Bezug auf das Erkennen von Details, die Schärfe der Abbildung sowie die geometrische Auflösung und den Kontrast aufgrund des kleineren Brennfleckdurchmes-sers überlegen. Die Sub-µ-RCT hat jedoch wegen der begrenzten Strahlungsstärke ein schlechte-res Signal-Rausch-Verhältnis und eignet sich nur für kleinere Objekte (Kastner et al. 2010: 604 f.).
Die Abbildung 3.8 verdeutlicht den Unterschied zwischen einer µ-RCT und einer Sub-µ-RCT-Auf-nahme. Bei dem hier eingesetzten Nanotom M der Firma GE Phoenix am FEM in Schwäbisch Gmünd ist die Objektgröße etwa auf einen Durchmesser von 240 mm und eine Höhe von 250 mm begrenzt.20
Anhand der Sub-µ-RCT konnten Fragestellungen zur Holzanatomie (Stelzner/Million 2015) und zur Herstellungstechnik bzw. Materialbeschaffenheit von Goldgeweben und Objekten aus Bronze ver-folgt werden.
Abb. 3.8: Horizontale Schnittbilder des Vergleichs der µ-RCT (links) mit einer Auflösung von 60 µm und der Sub-µ-RCT (rechts) mit einer Auflösung von 25 µm des Holzgriffs der Spatha aus Grab 40.
3.3.3 Neutronencomputertomographie
Neben den Versuchen mit der NCT an Blockbergungen wurden auch Einzelobjekte aus Metall mit dieser Methode untersucht, an denen sich mit Korrosionsprodukten bedeckte organische Materia-lien befinden. Die Messungen der Einzelobjekte erfolgte bei einer Kollimation L/D = 800 mit einem Neutronenfluss von 2,6 x 107 n/cm2s auf einer Fläche von 60 x 60 mm2. Die Auflösung betrug 0,1 mm bzw. bis zu 30 µm bei den kleinen Objekten.
20Die Tabelle A.4 im Anhang gibt einen Überblick über die mit der Sub-µ-RCT untersuchten Objekte.
Abb. 3.9: Frontale Schnittbilder der Spatha aus Grab 46: Vergleich der CT mit Röntgenstrahlung (links) und Neutronen (rechts) der organische Bestandteile (oben) und der Klinge aus Eisen (unten).
Im Gegensatz zur RCT, bei der die stark voneinander abweichende Dichte der Materialien, wie es etwa bei Bronze bzw. Edelmetallen und Organik der Fall ist, zu Einschränkungen führen kann, liefert die NCT hier sehr gute Ergebnisse. Hierdurch kann die Organik, und im Fall von einzeln geborgenen Funden auch das Metallobjekt, untersucht und dokumentiert werden, ohne das orga-nische Material von der Metalloberfläche entfernen zu müssen (Stelzner et al. 2010: 102). Aufgrund des geringeren Dichteunterschieds und der höheren Auflösung erzielt die µ-RCT bei Eisenobjekten bessere Ergebnisse bei der Darstellung der Materialien. Die Abbildung 3.9 zeigt den Vergleich der mit NCT und µ-RCT gemessenen Spatha aus Grab 46.
3.4 Bearbeitung der Computertomographie-Daten