“‘工欲善其事，必先利其器’，我們希望與文物界進(jìn)一步加強(qiáng)合作，依托大科學(xué)裝置，開展核分析文物研究平臺(tái)建設(shè)及裝備研發(fā)，為我國文物保護(hù)和研究提供國際領(lǐng)先的技術(shù)和手段。”中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、中國科學(xué)院大學(xué)博士生導(dǎo)師魏存峰在主題論壇上表示，在科技飛速發(fā)展的今天，高新技術(shù)與文物保護(hù)、考古研究的結(jié)合日益緊密，為人們揭開歷史謎團(tuán)、守護(hù)文化遺產(chǎn)提供了強(qiáng)大助力。

魏存峰介紹，同位素與輻射技術(shù)是一種研究、認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)的現(xiàn)代高新技術(shù)，依托同步輻射光源和散裂中子源等裝置裝備，可以開展文物材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、工藝等多方面的研究。

2023年5月，依托中國科學(xué)院高能物理研究所建設(shè)的“文物領(lǐng)域核技術(shù)應(yīng)用與裝備國家文物局重點(diǎn)科研基地”正式獲批。“我們基地的建設(shè)目標(biāo)就是依托大科學(xué)裝置，建設(shè)核技術(shù)文物研究平臺(tái)，開展專用裝備研發(fā)。”魏存峰說。

同步輻射光具有獨(dú)特性質(zhì)，它就像探索文化和自然遺產(chǎn)奧秘的“超級(jí)顯微鏡”，使人們能夠在分子和原子尺度上對(duì)物體展開觀察。

“同步輻射光可以幫我們?cè)敿?xì)了解文物材料的退化狀況，并結(jié)合環(huán)境模擬原位裝置，評(píng)估保護(hù)材料的效果，為科學(xué)保護(hù)文物提供依據(jù)；同時(shí)，該技術(shù)還能間接推測(cè)文物的產(chǎn)地，為文物溯源研究提供有力支持。”魏存峰說，結(jié)合材料的歷史信息，借助這一強(qiáng)大“慧眼”，研究人員能分析文物的元素組成和晶體結(jié)構(gòu)，間接推斷文物的制作年代和修復(fù)歷史，實(shí)現(xiàn)對(duì)文物的斷代研究，還可了解文物的材料構(gòu)成，進(jìn)而推斷其制作工藝。

中子技術(shù)也是一大利器。中子是一種獨(dú)特的微觀粒子，中子成像技術(shù)可在不對(duì)文物造成任何損壞的情況下，清晰地顯示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)，它的穿透性比傳統(tǒng)X射線更強(qiáng)，能給文物拍“CT”。

魏存峰團(tuán)隊(duì)和故宮博物院合作，對(duì)西漢漆鞘鐵制書刀進(jìn)行了研究。中子CT重建切片圖揭示了書刀內(nèi)部銹蝕的主要成分及其三維空間分布，還展現(xiàn)了切削刃復(fù)合結(jié)構(gòu)、脫胎夾工藝、繃扎裂縫等工藝細(xì)節(jié)，為研究文物的銹蝕路徑提供了新視野。中子衍射譜精修分析結(jié)果也為人們深入了解書刀的材料結(jié)構(gòu)提供了重要數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在，越來越多的文物專用設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)。高能CT可以用于大尺寸、高衰減物品，如鐵器、青銅器及中大型文物的成像；顯微CT則可用于小型文物的高分辨率成像；能譜CT可以進(jìn)行多能成像、物質(zhì)識(shí)別和定量成像，也可應(yīng)用于小型文物研究。“這些都是技術(shù)進(jìn)步在應(yīng)用方面的創(chuàng)新。”魏存峰說。

魏存峰團(tuán)隊(duì)同故宮博物院合作研發(fā)的曲面微區(qū)X射線熒光譜儀，就是一項(xiàng)文物需求驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新成果。該儀器能進(jìn)行定點(diǎn)元素分析、平面掃描分析成像、曲面掃描分析成像，成功解決了曲面物體的高精度元素分布成像問題。團(tuán)隊(duì)攜這一設(shè)備先后赴安徽淮南武王墩墓考古現(xiàn)場(chǎng)、故宮博物院、山西陶寺考古現(xiàn)場(chǎng)等地，對(duì)文物進(jìn)行檢測(cè)。他們用儀器對(duì)安徽武王墩墓出土的編鐘支架進(jìn)行了高精度掃描，發(fā)現(xiàn)漆器顏料中含有銅、鈣、鐵、砷等元素，超出了以往的研究認(rèn)知。

“我相信，在高技術(shù)的助力下，我們能更好地守護(hù)和傳承人類寶貴的文化遺產(chǎn)，讓歷史文化在新時(shí)代綻放出更加耀眼的光芒。”魏存峰說。