现代射线技术与文物保护/考古应用研究

内容摘要：每一项科学技术的进步与发展都推动了人类对自然界认识的进一步深入，同时也有力地促进了承载着历史的文物的保护和研究。现代射线技术的发展就是最为典型的范例。现代射线技术主要指基于X射线、γ射线、中子等基本粒子与物质的相互作用原理，对物质微观结构进行表征的波谱学技术和成像技术。中国科学院高能物理研究所是我国高能物理与先进射线技术及射线应用的综合性研究基地。主要针对核分析、同步辐射以及计算机断层成像（CT）等特点鲜明的现代射线技术，在对基本原理进行简单描述的基础上，就中国科学院高能物理研究所所在现代射线技术与文物保护及考古研究领域所做的一些工作进行了简单综述。

关键词：核分析；同步辐射；计算机断层成像；考古；文物保护

中图分类号：K854.3 文献标识码：A 文章编号：1000-4106（2018）02-0078-09

Modern Radiographic Technologies and Their Applications in Heritage Conservation and Archaeological Research

WEI Long CHEN Gang FENG Xiangqian LI Gang LIU Baodong WANG Baoyi

（Institute of High Energy Physics， Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049）

Abstract： The developments of science and technology have greatly enlarged our understanding of nature； some have even promoted the conservation and research of naturally based items and sites which are the carriers of history. The development of modern radiographic technology is a clear example， this being a spectroscopy and imaging technology used to create images of material microstructures that is mainly based on the interactions between matter and fundamental particles such as x-ray photons， γ-ray photons， and neutrons. The Institute of High Energy Physics at the Chinese Academy of Sciences（IHEP-CAS）is a comprehensive research base for high energy physics and modern radiographic technology in China. This paper provides introductions to some modern radiographic techniques， such as nuclear analysis， synchrotron radiation， and computed tomography （CT）， and reviews some of their applications in heritage conservation and archaeology research as carried out by IHEP-CAS.

Keywords： nuclear analysis； synchrotron radiation； computed tomography； archaeology research； heritage conservation

文物作為历史形象的物质载体，承载着中华文化和民族精神的传承。现代文物保护研究的核心就是不断利用最新、最先进的现代手段和科学方法实现对文物全方位、全系统、完整的了解和认识，从而制定合理与科学的保护措施，以最大限度地保持和保护文物的物质与文化内涵，延长文物的寿命。每一项科学技术的进步与发展都推动了人类对自然界认识的进一步深入，同时也有力地促进了历史文物的保护和研究。现代射线技术的发展就是最为典型的范例。现代射线技术主要指基于X射线、γ射线、中子等基本粒子与物质的相互作用原理，对物质微观结构进行表征的波谱学技术和成像技术。射线技术以其无损、定量、实时的特点，经过几十年的发展，在文物保护与科学考古领域逐渐形成了比较完整和科学的保护研究体系，不仅为文物的保护和研究提供了重要方法和技术，而且使得文物研究从表观主观观察，发展成为从外部形貌分析到内部微观结构研究、具有定性和定量特征的全方位科学研究。

中国科学院高能物理研究所是我国高能物理与先进射线技术及射线应用的综合性研究基地，是我国最早开展射线探测技术和射线应用研究的单位。早在1984年，孙景信等人与中国社科院考古所的李虎侯合作，采用中子活化分析技术开展龙泉窑古瓷的微量元素分析，开启了国内用中子活化方法研究古陶瓷的先河[1]。1998年，在冼鼎昌院士和柴之芳院士的倡议下，高能物理研究所进一步组建了核技术考古课题组，运用多种先进的核分析技术和同步辐射技术，系统地开展了中国古陶瓷的原料来源、烧制工艺、产地溯源、断代和真伪鉴别研究，目前已经收集了我国历代典型名窑发掘出土的万余件古陶瓷标本，建立了比较系统的用于科学分析的古陶瓷标本库。

本文主要针对核分析、同步辐射以及计算机断层成像（CT）等特点鲜明的现代射线技术，在对基本原理进行简单描述的基础上，就中科院高能所在现代射线技术与文物保护、考古研究领域所做的一些工作进行简单的综述。

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