Computertomographie entschlüsselt uraltes Rätsel

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Die Suche nach dem richtigen CT-System

Ein Abrollen des spröden Bleis wollte sie daher mit modernsten Mitteln verhindern. Um zerstörungsfrei an die im Innern verborgenen Schriftzeichen zu kommen, lag die Verwendung von Röntgen-Computertomographie nahe. Aber gerade weil Blei Röntgenstrahlung extrem gut absorbiert, wird es bei Tomographen zur Abschirmung der Schutzkabine verwendet.

Als Untersuchungsobjekt ist es aufgrund seiner schweren Durchstrahlbarkeit dagegen eine Herausforderung, an der die meisten CT-Systeme scheitern. Bemerkenswert war zudem die Tatsache, dass es den antiken mesopotamischen Handwerkern gelungen ist, die Schriftrolle aus etwa 99,5%igem hochreinen Blei herzustellen. So trug die hohe metallurgische Perfektion eineinhalb Jahrtausende später mit dazu bei, die Entschlüsselung ihres Rätsels zusätzlich zu erschweren.

Da die weit verbreiteten medizinischen Tomographen keine hohe Spannung erzeugen und bei einer 3-D-Auflösung von ca. einem halben Millimeter die feinen, mit einer spitzen Nadel nur etwa 30 Mikrometer tief in das Blei geritzten Schriftzeichen nicht hätten auflösen können, konnte nur hochauflösende industrielle Mikrofokus-CT weiterhelfen.

Da bei derartigen CT-Systemen die Probe bis dicht vor den Brennfleck der Röntgenröhre gefahren wird, kann mit ihrer Hilfe ein geometrisch stark vergrößertes Röntgen-Durchstrahlungsbild auf den Digitaldetektor geworfen werden. Nur ein an die gewünschte Auflösung angepasster mikrometergroßer Brennfleck gewährleistet dabei scharfe Röntgenbilder auch bei hohen Vergrößerungen.

Durch Rotation des Objekts entstehen Hunderte solcher 2D-Projektionsbilder. Sie werden dann zu einem 3-D-Volumen rekonstruiert, in dem ein spezifischer Grauwert für jedes Volumenpixel (Voxel) Rückschlüsse auf das jeweilige Material und seine Dichte erlaubt. Eine hohe Röntgenabsorption an einem bestimmten Punkt steht somit für Blei, eine sehr geringe für die Luft in den feinen Ritzen.

Doch alle um Hilfe gebetenen Forschungsinstitutionen, die industrielle CT-Systeme betreiben, konnten im Falle der Bleirolle nicht weiterhelfen: „Entweder hatten sie Tomographen, die mit 240, 225 oder noch weniger Kilovolt über nicht genügend Röntgenenergie für die Durchstrahlung verfügten, oder ihr CT-System war längerfristig nicht einsatzbereit“, erinnert sich Katrin Lück.

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