中国科学家解锁中子考古“新技能”

11月26日,记者从首届中子技术文化遗产科学应用国际学术研讨会上获悉,建在广东东莞的大科学装置中国散裂中子源解锁了一项“新技能”——对文物进行无损检测。

广东省博物馆文物保护科技中心主任张欢介绍,依托中国散裂中子源能量分辨成像谱仪,广东省博物馆已经对出土汉代铁剑、清代鎏金铜器、清光绪校准铜砝码等5件文物进行了研究。

“对于清代鎏金铜器文物样品,X射线难以穿透金属铜器外壁观察内部结构,而中国散裂中子源科研人员可以在不破坏铜器底盖的情况下,利用中子成像很容易穿透外壁看到内部的长条形状物品,探测到了更为丰富的样品信息。”张欢说。

中国科学院高能物理研究所副所长、中国散裂中子源二期工程总指挥王生介绍,小小的中子不仅可以探测高铁车轮内部看不见的裂痕,分析汽车锂电池的性能,还可以研究芯片等电子元器件如何在万米高空突然失效。作为一种独特的微观粒子,中子正逐渐在文物研究领域展现出很高的应用价值。中国散裂中子源的建设和运行,为利用中子进行文物表征带来了前所未有的机会。

中国科学院高能物理研究所东莞研究部副主任梁天骄表示,不同的中子技术研究的侧重点不同。例如,中子成像技术可以在不对文物造成任何损坏的情况下,清晰地显示其内部的结构和细节,而且与传统的X射线成像相比,中子对于由重金属包裹或内部结构复杂的文物,具有更强的穿透能力,就像给文物拍“CT”;中子衍射技术可以用来研究文物的晶体结构,有助于确定文物的真伪、产地和制作工艺;中子活化分析技术则可用来确定文物的化学成分,用于研究文物的产地、制作工艺和贸易路线。

故宫博物院文保科技部副主任雷勇表示,中子技术在分析文物材质、揭示古代制作工艺方面,展现出显著的优势,通过无损检测技术,可以在不伤害文物的前提下,深入探寻历史真相,挖掘文物承载的丰富信息,这不仅是一项科技与人文的创新实践,更为文化遗产的保护和传承提供坚实的科技支撑。

“未来,中国散裂中子源要坚持科技创新引领,继续深化研究所、博物馆和大学在考古层面进行研究与技术的深度合作,加大推广大科学装置在文物保护研究中的应用,为国家文物研究服务。”会议荣誉主席、中国科学院院士陈和生说。

据悉,学术研讨会由散裂中子源科学中心主办,故宫博物院和广东省博物馆承办。研讨会将持续至29日。

广东省博物馆技术人员利用中国散裂中子源进行文物检测。中国科学院高能物理研究所供图