Röntgenfluorescentiescan van De Nachtwacht

De Nachtwacht wordt gescand met een macro-röntgenfluorescentie scanner, kortweg: macro-XRF scanner. Deze scanner maakt gebruik van röntgenstraling, maar gaat een stapje verder dan een röntgenfoto zoals we die kennen van de tandarts of het ziekenhuis. Waar een röntgenfoto alleen een contrast tussen zware en lichte elementen laat zien, kan er met XRF geanalyseerd worden welke chemische elementen in de verf zitten.

Hoe gaat dit in zijn werk?

1 Door een scanner met een röntgenbron en twee detectoren millimeter voor millimeter langs het schilderij te bewegen worden verdelingskaarten van de chemische elementen verkregen. Dit zijn zwart/wit contrastbeelden waarop de verdeling van een element op of onder het oppervlak van het schilderij te zien is. Op basis van de samenstelling van de elementen van een verfpartij kunnen de meeste de gebruikte pigmenten worden afgeleid.

Wat leren we hierdoor?

De zeventiende eeuwse schilders hadden een beperkt palet tot hun beschikking. Elk pigment bevat specifieke chemische elementen. Door die chemische elementen te detecteren, kunnen we vaak concluderen welk pigment gebruikt is. Kwik (Hg) komt bijvoorbeeld alleen voor in het rode pigment vermiljoen (een kwiksulfide). De aanwezigheid van lood (Pb) wijst meestal op het gebruik van loodwit (een lood(hydroxide)carbonaat). Pigmenten die dezelfde elementaire samenstelling hebben, zoals verschillende aardepigmenten (ijzerhoudend (Fe)), kunnen niet van elkaar onderscheiden worden. Hiervoor zijn aanvullende onderzoekstechnieken nodig.
Behalve informatie over de gebruikte pigmenten, geeft deze techniek ook inzicht in het schilderproces van Rembrandt. Onderliggende wijzigingen kunnen worden blootgelegd. Ook geeft het inzicht in de conditie van het schilderij. In een aantal gevallen bevatten retouches, latere toevoegingen die door restauratoren in het verleden zijn aangebracht. Deze retouches bevatten vaak pigmenten die in Rembrandts tijd nog niet bestonden.

Toepassing van macro-XRF op de Nachtwacht

Macro-XRF heeft zich in de afgelopen tien jaar ontwikkeld tot een belangrijke techniek in het onderzoek naar schilderijen. In het begin moest een schilderij naar een speciale onderzoeksfaciliteit (een deeltjesversneller) worden gebracht. Inmiddels is het dankzij de ontwikkeling van mobiele macro-XRF apparatuur mogelijk om een schilderij te scannen op de plek waar het hangt. Om de Nachtwacht volledig in beeld te brengen worden er 56 scans gemaakt. Eén scan duurt ca. 24 uur. Daarnaast zullen van een aantal interessante plekken op het schilderij (o.a. gezichten en cartouche) nog detailscans worden gemaakt in hogere resolutie. In verband met de veiligheid zullen er op dat moment geen andere onderzoeksactiviteiten plaatsvinden aan de Nachtwacht. Voor het publiek is het zichtbaar dat de scanner actief is aan de brandende lampen op de scanner. Er wordt met hele lage dosis röntgenstraling gewerkt, vanwege deze zeer lage dosis is de methode niet schadelijk voor bezoekers of het schilderij.

Wie meer wil weten over macro-xrf scanning kan Scheikunde les 2 – De Staalmeesters lezen.

4 De macro-XRF kaart voor het element IJzer (Fe-K). Dit element is aanwezig in aardepigmenten. Hierop is het eerste ontwerp van de achtergrond van de portretten van Maarten Soolmans en Oopjen Coppit te zien.