Unterscheidungsfreie jahrhundertealte Münzen von Fälschungen, indem sie sie mit Strahlen mit energiearmen Neutronen abgebildet haben

Durch die Bildgebung von Antiquitätenmünzen mit Strahlen von Niedrigbonbalen mit geringer Energie hat ein Forschungsteam, das vom US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) geleitet wird, einen Weg gezeigt, um jahrhundertealte Münzen von Fälschungen zu unterscheiden.

A research team has devised a way to use beams of low-energy neutrons to distinguish antique coins from fakes.

Ein Forschungsteam hat eine Möglichkeit entwickelt, Strahlen von Niedrigenneutronen zu verwenden, um antike Münzen von Fälschungen zu unterscheiden.

The US–Korean researchers say that the technique could help to authenticate artefacts and provide information about their corrosion state.

Die US -koreanischen Forscher sagen, dass die Technik dazu beitragen könnte, Artefakte zu authentifizieren und Informationen über ihren Korrosionszustand zu liefern.

Antique coins are valuable not only economically but also scientifically, as they can be used to chronicle the economic, political and scientific developments of nations.

Antike Münzen sind nicht nur wirtschaftlich, sondern auch wissenschaftlich wertvoll, da sie verwendet werden können, um die wirtschaftlichen, politischen und wissenschaftlichen Entwicklungen von Nationen aufzuzeichnen.

However, scientists must be able to verify that the coins are authentic.

Wissenschaftler müssen jedoch überprüfen können, ob die Münzen authentisch sind.

To this end, the team used neutrons to examine two Korean coins — one minted in the 1800s, the other a replica.

Zu diesem Zweck verwendete das Team Neutronen, um zwei koreanische Münzen zu untersuchen - eine im 19. Jahrhundert, die andere eine Replik.

Neutrons penetrate heavy metals, such as copper, iron and lead, and interact strongly with hydrogen-bearing compounds that form as a by-product of corrosion. This makes them ideal for probing metallic artefacts.

Neutronen durchdringen Schwermetalle wie Kupfer, Eisen und Blei und interagieren stark mit Wasserstoff tragenden Verbindungen, die sich als Nebenprodukt der Korrosion bilden. Dies macht sie ideal, um metallische Artefakte zu untersuchen.

The location and pattern of corrosion within the two coins, both composed of copper alloys, provide hallmarks for verifying their age.

Die Lage und das Korrosionsmuster innerhalb der beiden Münzen, beide aus Kupferlegierungen, bieten Kennzeichen für die Überprüfung ihres Alters.

The team employed two complementary imaging techniques. One of the methods, known as neutron tomography, uses a beam of neutrons to take a series of two-dimensional images of an object from different perspectives as the object rotates; these two-dimensional snapshots are then combined to reveal the three-dimensional structure of the coins. The other method, known as neutron grating interferometry, records neutrons scattered at small angles and homes in on microstructures, such as pitting and pores within the coins, that are signs of corrosion.

Das Team verwendete zwei komplementäre Bildgebungstechniken. Eine der als Neutronentomographie bekannten Methoden verwendet einen Neutronenstrahl, um eine Reihe von zweidimensionalen Bildern eines Objekts aus verschiedenen Perspektiven zu nehmen, wenn sich das Objekt dreht. Diese zweidimensionalen Schnappschüsse werden dann kombiniert, um die dreidimensionale Struktur der Münzen aufzudecken. Die andere Methode, die als Neutronengitterinterferometrie bekannt ist, zeichnet Neutronen auf, die in kleinen Winkeln und Häusern in Mikrostrukturen wie Lochfraß und Poren innerhalb der Münzen verstreut sind und Anzeichen von Korrosion sind.

Neutron tomography revealed that in the authentic coin, corrosion had penetrated deep within the body, indicating that the degradation was a gradual process that occurred over many decades. In contrast, corrosion in the recently minted replica was mainly confined to the surface, consistent with rapid corrosion over a short time period.

Die Neutronenomographie ergab, dass in der authentischen Münze Korrosion tief in den Körper eingedrungen war, was darauf hinweist, dass der Abbau ein allmählicher Prozess war, der über viele Jahrzehnte auftrat. Im Gegensatz dazu war die Korrosion in der kürzlich geprägten Nachbildung hauptsächlich auf die Oberfläche beschränkt, was über einen kurzen Zeitraum mit einer schnellen Korrosion übereinstimmt.

The team also used neutron grating interferometry to examine the size of pores within the coins, which provided another method to distinguish between the historic coin and the fake. Pores are created when coins buried in soil or exposed to moisture chemically interact with their environment. The interaction causes metallic compounds to leach out of the coins, leaving behind millimetre-sized holes.

Das Team verwendete auch Neutronengitterinterferometrie, um die Größe der Poren innerhalb der Münzen zu untersuchen, was eine andere Methode zur Unterscheidung zwischen der historischen Münze und der Fälschung darstellte. Poren werden erzeugt, wenn Münzen, die im Boden begraben sind oder Feuchtigkeit chemisch mit ihrer Umwelt interagieren, ausgesetzt sind. Die Wechselwirkung bewirkt, dass metallische Verbindungen aus den Münzen ausgelaugt werden und Millimetergröße Löcher hinterlassen.

As time goes on, however, compounds in the environment begin to penetrate the coins. These compounds, which includes corrosion by-products such as copper carbonates, sulfates and chlorides, pack together and fill the pores, diminishing their size. Indeed, the imaging revealed that the historic coin, which was exposed to its environment for a much longer period of time, had much smaller pores — only micrometres to nanometres in size — compared to the millimetre-sized pores in the replica.

Mit der Zeit beginnen jedoch Verbindungen in der Umgebung in die Münzen einzudringen. Diese Verbindungen, die Korrosion Nebenprodukte wie Kupferkarbonate, Sulfate und Chloride umfassen, packen und füllen die Poren zusammen und füllen ihre Größe. In der Tat ergab die Bildgebung, dass die historische Münze, die ihrer Umgebung über einen viel längeren Zeitraum ausgesetzt war, viel kleinere Poren hatte-nur Mikrometer zu Nanometern-im Vergleich zu den Millimetergröße in der Replik.

With their initial study now published in the journal Science Advances, the scientists plan to continue their work with a larger supply of Korean coins; it could also be applied to a broader range of metallic artefacts from a diversity of cultures. Neutron-imaging methods can also assist conservation efforts by determining the amount and locations of corrosion in authentic coins, suggesting areas that would benefit from a protective coating.

Mit ihrer ersten Studie, die jetzt im Journal Science Advances veröffentlicht wurde, planen die Wissenschaftler, ihre Arbeit mit einem größeren Vorrat an koreanischen Münzen fortzusetzen. Es könnte auch auf ein breiteres Spektrum von metallischen Artefakten aus einer Vielzahl von Kulturen angewendet werden. Neutronenbedarfsmethoden können auch die Erhaltungsbemühungen unterstützen, indem sie die Menge und den Standorten der Korrosion in authentischen Münzen bestimmen, was auf Bereiche hinweist, die von einer Schutzbeschichtung profitieren würden.