The Study of Ancient Russian Crosses from The Settlement of Dubna and Surrounding Area Using XRF Analysis, Neutron Diffraction and Tomography | Sibirskie Istoricheskie Issledovaniia – Siberian Historical Research. 2023. № 4. DOI: 10.17223/2312461X/42/11

The Study of Ancient Russian Crosses from The Settlement of Dubna and Surrounding Area Using XRF Analysis, Neutron Diffraction and Tomography

The elemental composition of a series of ancient Russian bronze crosses: underwear ones and encolpions of the 12th - 13th centuries, which were found during the study of the ancient Russian settlement located within Dubna city, Moscow Region, and its suburb, was studied using X-ray fluorescence analysis. Non-destructive structural methods of neutron diffraction and neutron tomography analyzed the phase composition and spatial distribution of chemical components in the studied archaeological objects. It has been established that the material of most crosses is a bronze with low tin content below 5%. The volumetric contents of copper and tin in the material of the studied crosses, and the phase composition of corrosion were obtained from neutron diffraction data. A high lead content was found in several of the studied crosses, which may be due to the composition of the decorative draw patterns on the surface of the crosses. Three-dimensional models were reconstructed from neutron tomography data made it possible not only to study the spatial distribution of corrosive phases on the surface and in the volume of the crosses, but also to obtain information about the structural features of the studied archaeological objects, to reveal fragments of the internal content of encolpion crosses. The authors declare no conflict of interests.

Download file

Counter downloads: 6

Keywords

crosses, bronze, XRF, neutron diffraction, neutron tomography

Authors

Name	Organization	E-mail
Smirnova Veronika S.	Joint Institute for Nuclear Research	veronicasm@jinr.ru
Petrov Fedor N.	Chelyabinsk State University	steppe_exp@mail.ru
Panteleeva Larisa V.	Museum of Dubna; Nasledie Regional Public Foundation for Historical and Cultural Research and Humanitarian Initiatives	lori68@list.ru
Bakirov Bulat A.	Joint Institute for Nuclear Research; Kazan Federal University	Bulatbakirov4795@gmail.com
Kichanov Sergey E.	Joint Institute for Nuclear Research	ekich@nf.jinr.ru
Kozlenko Denis P.	Joint Institute for Nuclear Research	denk@nf.jinr.ru
Saprykina Irina A.	Institute of Archaeology, Russian Academy of Sciences	dolmen200@mail.ru
Murashev Mikhail M.	National Research Centre “Kurchatov Institute”	mihail.mmm@inbox.ru

Всего: 8

References

Абрамзон М.Г., Сапрыкина И.А., Кичанов С.Е., Козленко Д.П., Назаров К. Исследование химического состава сплава боспорских билонных статеров III в. н.э. методами РФА-спектроскопии, нейтронной томографии и дифракции // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2018. № 2. С. 24-28.

Балдуев С.Д. Энколпионы Суздальского ополья // Исторический опыт мировых цивилизаций и Россия: материалы IX Междунар. науч.-практ. конф. Владимир: Изд-во ВолГУ, 2021. С. 383-390.

Грешников Э.А., Пожидаев В.М., Малахов С.Н., Подурец К.М., Коваленко Е.С., Мурашев М.М., Глазков В.П., Говор Л.И., Преснякова Н.Н., Светогоров Р.Д., Дороватовский П.В., Трунькин И.Н. Исследования креста-энколпиона из Новодевичьего монастыря естественнонаучными методами // Российская археология. 2020. № 4. C. 165-183.

Зайцева И.Е., Коваленко Е.С., Подурец К.М., Мурашев М.М. Древнерусские кресты-энколпионы: опыт нейтронной и синхротронной визуализации // "На одно крыло - серебряная, На другое - золотая..".: сб. ст. памяти Светланы Рябцевой. Кишинев, 2020. С. 353-362.

Кайль В.А., Нечитайло В.В. Каталог нательных христианских крестов, подвесок и накладок с изображением креста периода Киевской Руси X-XIII столетий. Луганск: Максим, 2006.

Колобылина Н.Н., Грешников Э.А., Васильев А.Л., Терещенко Е.Ю., Зайцева И.Е., Макаров Н.А., Кашкаров П.К., Яцишина Е.Б., Ковальчук М.В. Электронно-микроскопические исследования древнерусского декорированного чернью креста-энколпиона XII века // Кристаллография. 2017. Т. 62, № 4. С. 543-550.

Колпакова Ю.В. Христианские древности населения Пскова и Псковской земли конца X - XVIII вв. (предметы личного благочестия): автореф. дис.... канд. ист. наук. М., 2007.

Макаров Н.А., Грешников Э.А., Зайцева И.Е., Подурец К.М., Коваленко Е.С., Мурашев М.М. Невидимые святыни. Вложения в средневековых крестах-энколпионах по данным комплексных аналитических исследований // Краткие сообщения Института археологии РАН. 2020. № 258. С. 25-45.

Недошивина Н.Г. Металлические кресты-тельники домонгольской Руси // Церковная археология. Материалы Первой Всероссийской конференции. СПб.: Отдел ОП Петербургкомстата, 1995. С. 69-71.

Петров Ф.Н., Зинин И.А. Обследование городища Дубна // Археологические открытия 2009 года. М.: Институт археологии РАН, 2013. C. 120-122.

Петров Ф.Н., Пантелеева Л.В. Обследование территории г. Дубна в 2012-2013 гг. // Археологические открытия 2010-2013 гг. М.: Институт археологии РАН, 2015. С. 233-235.

Сапрыкина И.А., Гунчина О.Л. Химический состав металла боспорских статеров Фанагорийского клада 2011 г. // Фанагория. Результаты археологических исследований / под общ. ред. В.Д. Кузнецова. Т. 5: Абрамзон М.Г., Кузнецов В.Д. Клад позднебоспорских статеров из Фанагории. М.: Институт археологии РАН, 2017. С. 272-483.

Сапрыкина И.А., Кичанов С.Е., Козленко Д.П., Лукин Е.В. Возможности нейтронной томографии в археологии на примере исследования древнерусских украшений из тверского клада 2014 г. // Российская археология. 2018. № 3. С. 36-42.

Смирнова В.С., Кичанов С.Е., Петров Ф.Н., Пантелеева Л.В., Бакиров Б.А., Козленко Д.П. Структурные исследования бронзового зооморфного навершия с Пекуновского селища методами нейтронной дифракции и томографии // Письма в ЭЧАЯ. 2022. Т. 19, № 4(243). С. 355-363.

Bakirov B., Saprykina I., Kichanov S., Mimokhod R., Sudarev N., Kozlenko D. Phase Composition and Its Spatial Distribution in Antique Copper Coins: Neutron Tomography and Diffraction Studies //j. Imaging. 2021. № 7 (8). Р. 129.

Brun F., Massimi L., Fratini M., Dreossi D., Bille F., Accardo A., Pugliese R., Cedola, A. SYR-MEP Tomo Project: a graphical user interface for customizing CT reconstruction workflows // Advanced Structural and Chemical Imaging. 2017. № 3. Р. 1-9.

Glazkov V.P., Naumov I.V., Somenkov V.A., Shil'shtein S.Sh. Superpositional many-detector systems and neutron diffraction of microsamples // Nucl. Instrum. Methods. 1988. № 264. Р. 367-374.

Kardjilov N., Festa G. Neutron Methods for Archaeology and Cultural Heritage. Cham, Switzerland: Springer International Publishing, 2016.

Kichanov S., Saprykina I., Kozlenko D., Nazarov K., Lukin E., Rutkauska, A., Savenko B. Studies of Ancient Russian Cultural Objects Using the Neutron Tomography Method //j. Imaging. 2018. № 4. Р. 25.

Koval V.Yu., Dmitriev A.Yu., Borzakov S.B., Chepurchenko O.E., Filina Yu.G., Smirnova V.S., Lobachev V.V., Chepurchenko N.N., Zhomartova A.Zh., Lennik S.G. Elemental analysis of the molding paste of medieval oriental faiences // Physics of Particles and Nuclei Letters. 2020a. Vol. 17, № 6. P. 893-899.

Koval V.Yu., Dmitriev A.Yu., Smirnova V.S., Lobachev V.V. Using XRF analysis to determine the elemental composition of pigments in the painting of medieval oriental faiences // Proceedings of XXVII International Seminar оп Interaction of Neutrons with Nuclei (ISINN-27), Dubna, Russia, June 10-14, 2019, JINR, E3-2020-10. Dubna, 2020b. P. 179-186.

Kozlenko D.P., Kichanov S.E., Lukin E. V., Rutkauskas A. V., Belushkin A. V., Bokuchava G.D., Savenko B.N. Neutron radiography and tomography facilityat IBR-2 reactor // Phys. Part. Nucl. 2016. № 13. Р. 346-351.

Mednikova M., Saprykina I., Kichanov S., Kozlenko D. The Reconstruction of a Bronze Battle Axe and Comparison of Inflicted Damage Injuries Using Neutron Tomography, Manufacturing Modeling, and X-ray Microtomography Data //j. Imaging. 2020. № 6. Р. 45.

Podurets K.N., Kichanov S.E., Glazkov V.P., Kovalenko E.S., Murashev M.M., Kozlenko D.P., Lukin E. V., Yatsishina E.B. Modern Methods of Neutron Radiography and Tomography in Studies of the Internal Structure of Objects // Crystallography Reports. 2021. № 2 (66). Р. 254-266.

Studies of the Internal Structure of Objects // Crystallography Reports. 2021. № 2 (66). Р. 254-266.

Rodriguez-Carvajal J. Recent Advances in Magnetic Structure Determination by Neutron Powder Diffraction // Phys. BCondens. Matter. 1993. № 192. Р. 55-69.

Saprykina I., Kichanov S., Kozlenko D. Possibilities, Limitations, and Prospects of Using Neutron Tomography and Radiography for Preservation of Archaeological Heritage Objects // Crystallography Reports. 2019. Vol. 64. P. 177-180.

Schneider C.A., Rasband W.S., Eliceiri K. W. NIH Image to Image J: 25 years of image analysis // Nat. Methods. 2012. № 9. Р. 671-675.

Sedyshev P.V., Shvetsov V.N., Abramzon M.G., Saprykina I.A. Determining the Elemental Composition of Antique Coins of Phanagorian Treasure by Neutron Spectroscopy at the Pulsed Neutron Source IREN in FLNP JINR // Phys. Part. Nucl. Lett. 2020. № 17. P. 389-400.

Sidot E., Kahn-Harari A., Cesari E., Robbiola L. The Lattice Parameter of a-bronzes as a Function of Solute Content: Application to Archaeological Materials // Mater. Sci. Eng. A. 2005. Vol. 393. Р. 147-156.

$The Study of Ancient Russian Crosses from The Settlement of Dubna and Surrounding Area Using XRF Analysis, Neutron Diffraction and Tomography | Sibirskie Istoricheskie Issledovaniia – Siberian Historical Research. 2023. № 4. DOI: 10.17223/2312461X/42/11$