X-ray fluorescence: Tembaga atau Alloy perunggu sudah dibuat 5300 tahun lalu?

Pada bulan September 1991, pendakin gunung di pegunungan Alpen dekat  perbatasan Austria-Italia menemukan jasad manusia yang terperangkap dibawah es. Jasad itu terawetkan dengan baik. Dengannya terdapat berbagai macam alat termasuk kapak yang bermata logam.

Ilmuwan tertarik pada kapak yang pertama kali disangka perunggu, yaitu alloy tembaga dan timah. Ada komplikasi dalam hal ini, dimana dengan teknik perunutan yang digunakan pada pakaian dan jasad menampilkan bahwa umur manusia es itu sekitar 5300 tahun. Padahal penggunaan perunggu belum muncul di fosil Eropa hingga sekitar 4000 tahun lalu. Entah penggunaan perunggu oleh bangsa Eropa yang lebih awal dari yang disangka selama ini ataukah kapak tersebut  terbuat dari bahan berbeda. Tembaga sesuai dengan umur manusia es tersebut, sejak dia telah digunakan setidaknya 6000 tahun yang lalu. 

Salah satu teknik untuk menentukan identitas logam adalah melarutkannya dalam asam. Kemudian larutan yang dihasilkan akan diuji untuk melihat ion-ion yang terdapat didalamnya. Namun tentu saja hal itu akan merusak kapak yang mana saat ini merupakan artifak yang berharga.

Maka jalan keluarnya adalah dengan teknik analisis yang disebut dengan X-rayfluorescence.  Objek yang akan dianalisis diradiasi dengan radiasi high-energy X-ray. Atom-atom akan menyerap radiasi tadi, menyebabkan electron dari tingkat energy lebih rendah keluar sehingga electron dari tingkat energy lebih tinggi akan “masuk” untuk mengisi ruang yang kosong. Electron jatuh ke tingkat energy yang lebih rendah sambil mengemisikan sinar X. electron masing-masing atom mengemisikan sinar X pada panjang gelombang tertentu.

 Ilmuwan menggunakan harga panjang gelombang ini untuk mengidentifikasi atom. Dari hasil analisis fluoresensi sinar X terungkap bahwa logam mata kapak itu hampir tembaga murni.