中国散裂中子源用于考古研究的技术可行性获确证

近日,记者从中国科学院高能物理研究所获悉,科研人员对中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子实验装置(Back-n)在中子共振分析技术和方法方面的可行性进行研究。研究结果表明,反角白光中子实验装置有望作为一种无损检测手段,运用于考古研究和特殊样品检测。相关研究成果以封面论文形式发表于《核科学与技术》。

中子共振分析(NRA)是一种无损检测方法,通过探测中子核反应截面中的共振结构,分析材料元素成分。中子共振透射分析(NRTA)是中子共振分析方法中的一种,能够通过测量分析中子束流穿过样品时的透射率谱,分析元素成分。能谱很宽的白光中子束流能够覆盖很多核素的共振能量,因此,白光中子源是开展中子共振透射分析研究的理想平台。

研究人员利用反角白光中子实验装置,对模拟月球土壤样品和南海文物样品进行了无损检测,成功检测到并分辨出样品中含有的氧-16、硅-28、铁-54、铁-56、铜-63、铜-65等核素。研究结果表明,该实验装置非常适合开展中子共振透射分析技术研究与应用。

据悉,2020年3月,中国散裂中子源就已在考古方面开展探索性实验,对南海水下文物的海洋凝结物进行了检测。相关负责人表示,中子穿透能力强,可以很好地开展文物的材料结构、成分、年代、产地等性质研究,利用不同的中子散射和成像技术,可以得到其他研究手段难以获得的信息,为考古领域提供新的强有力的研究手段。

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论文封面。中国科学院高能物理研究所供图

相关论文信息:https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00186.00352