4月13日，由國家文物局指導的2020全國十大考古新發(fā)現(xiàn)出爐。位于青藏高原上的“青海都蘭熱水墓群2018血渭一號墓”榮膺2020年度全國十大考古新發(fā)現(xiàn)。
CT讓近1300歲印章“重生”
對于文物，尤其是古代陵墓，“斷代”和確定墓主人身份是至關重要的。
作為熱水墓群乃至青藏高原上發(fā)現(xiàn)的布局最完整、結構最清晰、形制最復雜的高等級墓葬之一，經過3年的搶救性發(fā)掘，除了發(fā)現(xiàn)出土的墓室結構、壁畫、彩棺等大量精美遺物外，在2020年11月發(fā)掘尾聲時，墓葬中埋藏的一枚邊長僅1.8厘米的銀質印章的出現(xiàn)，為墓主人身份的確定及整個墓葬的“歸屬之謎”找到了關鍵突破口，也成為青藏高原上劃時代的重要發(fā)現(xiàn)。
剛出土時銹跡斑斑的銀質印章
然而，這枚埋藏地下近1300年、表面銹蝕嚴重的小小印章成為破解墓主人謎團的“攔路虎”， 為了盡快弄清印章上的相關信息，考古專家想到了給印章“拍CT”。
X射線穿過物質時，會與物質發(fā)生光電吸收、散射等作用，X射線的能量被衰減。不同的物質對X射線的衰減能力不同，因而X射線的衰減可以反映物質的信息。CT成像正是利用這種性質進行成像。X射線探測器從不同方向記錄X射線經過物體前后的能量，然后通過圖像重建算法便可獲得掃描斷層上物質信息。通過CT成像，可以無損地探知物質內部未知信息。
CT成像原理
2020年11月，在文物、化石無損檢測方面有著豐富經驗的中科院高能所接到了請求。在考古專業(yè)人員的護送下，這枚印章正式走進了中科院高能所工業(yè)CT實驗室，在眾多目光注視下，包裹被小心翼翼地揭開，銹跡斑斑的印章“裹挾”著厚重的歷史走上了現(xiàn)代科技的實驗臺。
由于銀質材料對射線的衰減較強，考慮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員從眾多自主研發(fā)的無損檢測設備中選擇了450kV工業(yè)CT進行掃描，該設備采用獨特的線陣探測器進行圖像采集，大大降低了散射效應帶來的干擾，使得成像更清晰。
掃描過程動畫演示
控制室中，所有人屏息凝神又滿懷期望地等待著結果，而在厚重水泥墻的另一側，無數(shù)的X射線光子從不同方向穿過印章。經過一上午的努力，現(xiàn)代科技終于讓近1300歲的印章“活”了起來！
通過X射線CT掃描及圖像重建，被銹蝕層遮擋的印面信息分布在六個斷層圖像上。
成像斷層
隨后，研究人員利用主成分分析技術，將6個斷面的信息綜合呈現(xiàn)在一張圖像上，銹蝕層的“面紗”被成功揭去，刻有駱駝紋樣和古藏文的畫面呈現(xiàn)在大家眼前。
最終成像可清晰看到駱駝紋和古藏文
經過專家辨識，印章上的古藏文為“外甥阿柴王之印”，結合敦煌文獻相關記載，專家認為，墓主人可能是莫賀吐渾可汗，他的母親是吐蕃的墀邦公主，處于吐蕃治下，因此印章上帶有“外甥”字樣。
至此，“青海都蘭熱水墓群2018血渭一號墓”塵埃落定。
“科技+”讓文物歷久彌新
2018血渭一號墓的考古發(fā)掘，被看作是多單位、多學科合作的成功典范。通過這種（CT）無損的方式，還能夠準確地給出文物內部的結構和傷況，就相當于考古專家有一雙透視的眼睛，看到里面哪些地方是有腐朽或者斷裂的，這對于文物的修復工作無異于如虎添翼。
利用現(xiàn)代CT技術對珍貴的古老印章等文物進行成像，使已湮滅在歷史長河中的少數(shù)民族王國興衰史重新展現(xiàn)在世人面前。憑借殘存的信物，穿越一千多年的時空，喚起人們對歷史的記憶。
除了此類印章類文物的掃描確認，中科院高能所還充分依托大科學裝置產生的先進技術，開展核技術成果轉化，利用核分析、同步輻射以及計算機斷層成像（CT）等特點鮮明的現(xiàn)代射線技術，開展古陶瓷成分分析、青銅器文物復原、化石內部三維成像等工作，為文物修復及研究其內部機理、古生物化石研究提供重要參考。
CT技術與應用
陳璋圓壺現(xiàn)藏于南京博物院，國家一級文物，是唯一一件集先秦金屬工藝之大成于一身，能反映重大歷史事件，能體現(xiàn)泥范鑄造工藝最高水平的現(xiàn)存青銅器。
為了研究陳璋圓壺的內部結構之間的加工工藝，為文物的復原提供依據(jù)，2011年在中國科學院高能物理研究所，使用6 MeV加速器射線源CT系統(tǒng)，對陳璋圓壺進行無損檢測。通過后期對CT圖像進行的分析發(fā)現(xiàn)：壺頸部有一道規(guī)則的圓凸線，并且在突出臺階的周邊有溢出的銅液。這個特征告訴我們，壺頸和壺體是分開鑄造的。銅箍有兩圈，內箍是一個完整的圓形，壺體的盤龍網(wǎng)絡與內箍連接，立獸和鋪首都是直接鑲接在內箍上，同時，外箍分為四段，由立獸連接外箍兩端，而在兩立獸中間鑲接一鋪首裝飾。
此外，中科院高能所還利用核技術輻照工藝，在壁畫、古書、古建筑等殺菌消毒和文保方面做出了重要貢獻。僅就CT系統(tǒng)而言，中科院高能所已經與三十多家單位建立了長期合作關系，領域涉及航空航天、汽車、電子、地質、文物等多個領域。
