李默涵 许琼 刘晓
2021年4月13日，由国家文物局指导的“2020全国十大考古新发现”出炉。位于青藏高原上的“青海都兰热水墓群2018血渭一号墓”荣膺2020年度全国十大考古新发现。
CT让近1300岁的印章获得“重生”
对于文物，尤其是古代陵墓，断代和确定墓主人身份是至关重要的。
作为热水墓群乃至青藏高原上发现的布局最完整、结构最清晰、形制最复杂的高等级墓葬之一，2018血渭一号墓经过3年的抢救性发掘，除了发现出土的墓室结构、壁画、彩棺等大量精美遗物外，在2020年11月发掘尾声时，墓葬中埋藏的一枚边长仅1.8厘米的银质印章的出现，为墓主人身份的确定及整个墓葬的归属之谜找到了关键突破口，也成为青藏高原上划时代的重要发现。
然而，这枚埋藏地下近1300年、表面锈蚀严重的小小印章，一开始反而成为破解墓主人谜团的“拦路虎”， 为了尽快弄清印章上的信息，考古专家想到了给印章“拍CT”。
X射线穿过物质时，会与物质发生光电吸收、散射等作用，X射线的能量会被衰减。不同的物質对X射线的衰减能力不同，因而X射线的衰减可以反映物质的信息。
拍CT正是利用这种性质进行成像。X射线探测器从不同方向记录X射线经过物体前后的能量，然后通过图像重建算法，便可以获得扫描断层上的物质信息。通过CT成像，还可以无损地探知物质内部的未知信息。
2020年11月，在文物、化石无损检测方面有着丰富经验的中国科学院高能物理研究所接到了请求。在考古专业人员的护送下，这枚印章正式走进中科院高能所的工业CT实验室。在众多目光的注视下，印章外的包裹被小心翼翼地揭开，锈迹斑斑的印章带着厚重的历史走上了现代科技的实验台。
由于银质材料对射线的衰减较强，考虑到印章材料的致密程度以及刻痕的深度，中科院高能所研究人员从众多自主研发的无损检测设备中，选择了450kV工业CT进行扫描。该设备采用独特的线阵探测器进行图像采集，大大降低了散射效应带来的干扰，使得成像更加清晰。
控制室中，所有人屏息凝神又满怀期盼地等待着结果，而在厚重水泥墙的另一侧，无数X射线光子从不同方向穿过印章。经过一上午的努力，现代科技终于让近1300岁的印章“活”了起来。
通过X射线CT扫描及图像重建，研究人员发现，被锈蚀层遮挡的印面信息分布在6个断层图像上。随后，研究人员利用主成分分析技术，将6个断面的信息综合呈现在一张图像上。至此，锈蚀层的“面纱”被成功揭去，刻有骆驼纹样和古藏文的画面呈现在大家眼前。
经过专家辨识，印章上的古藏文为“外甥阿柴王之印”。结合敦煌文献相关记载，专家认为，墓主人可能是莫贺吐浑可汗，他的母亲是吐蕃的墀邦公主，处于吐蕃治下，因此印章上带有“外甥”字样。
至此，“青海都兰热水墓群2018血渭一号墓”的归属之谜尘埃落定。
“科技+”让文物历久弥新
2018血渭一号墓的考古发掘，被看作是多单位、多学科合作的成功典范。
通过这种CT无损检测的方式，还能够准确地给出文物内部的结构和伤况，就相当于使考古专家有了一双透视的眼睛，能看到文物里面哪些地方有腐朽或者断裂，这对文物的修复工作无异于如虎添翼。
利用现代CT技术对珍贵的古老印章等文物进行成像，使已湮灭在历史长河中的古老故事重新展现在世人面前。凭借残存的信物，穿越1000多年的时空，唤起人们对历史的记忆。
除了这种印章类文物的扫描检测，中科院高能所还充分依托大科学装置产生的先进技术，开展核技术成果转化，利用核分析、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，开展古陶瓷成分分析、青铜器文物复原、化石内部三维成像等工作，为文物修复及研究其内部机理、古生物化石研究提供重要参考。
CT技术与应用
陈璋圆壶现藏于南京博物院，国家一级文物，是现存唯一一件集先秦金属工艺之大成于一身，能反映重大历史事件，能体现泥范铸造工艺最高水平的青铜器。
为了研究陈璋圆壶内部结构的加工工艺，为文物的复原提供依据，2011年，南京博物院文物保护科技研究所在中科院高能所使用6MeV加速器射线源工业CT系统，对陈璋圆壶进行无损检测。
通过后期对CT图像进行的分析发现：壶颈部有一道规则的圆凸线，并且在突出台阶的周边有溢出的铜液。这个特征告诉我们，壶颈和壶体是分开铸造的。铜箍有两圈，内箍是一个完整的圆形，壶体的盘龙网络与内箍连接，立兽和铺首都直接镶接在内箍上。同时，外箍分为4段，由立兽连接外箍两端，而在两立兽中间镶接一铺首装饰。
此外，中科院高能所还利用核技术辐照工艺，在壁画、古书、古建筑等的杀菌消毒和文保方面做出了重要贡献。
仅就CT系统而言，中科院高能所已经与30多家单位建立了长期合作关系，领域涉及航空航天、汽车、电子、地质、文物等多个领域。
本文内容来自公众号“中科院高能所”，ID：casihep
