李默涵　許瓊　劉曉

2021年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歲的印章獲得“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一，2018血渭一號墓經過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)。

然而，這枚埋藏地下近1300年、表面銹蝕嚴重的小小印章，一開始反而成為破解墓主人謎團的“攔路虎”， 為了盡快弄清印章上的信息，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射線的能量會被衰減。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。

拍CT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，便可以獲得掃描斷層上的物質信息。通過CT成像，還可以無損地探知物質內部的未知信息。

2020年11月，在文物、化石無損檢測方面有著豐富經驗的中國科學院高能物理研究所接到了請求。在考古專業(yè)人員的護送下，這枚印章正式走進中科院高能所的工業(yè)CT實驗室。在眾多目光的注視下，印章外的包裹被小心翼翼地揭開，銹跡斑斑的印章帶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，使得成像更加清晰。

控制室中，所有人屏息凝神又滿懷期盼地等待著結果，而在厚重水泥墻的另一側，無數(shù)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，研究人員發(fā)現(xiàn)，被銹蝕層遮擋的印面信息分布在6個斷層圖像上。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。至此，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。

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”的歸屬之謎塵埃落定。

“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無損檢測的方式，還能夠準確地給出文物內部的結構和傷況，就相當于使考古專家有了一雙透視的眼睛，能看到文物里面哪些地方有腐朽或者斷裂，這對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古老故事重新展現(xiàn)在世人面前。憑借殘存的信物，穿越1000多年的時空，喚起人們對歷史的記憶。

除了這種印章類文物的掃描檢測，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，是現(xiàn)存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青銅器。

為了研究陳璋圓壺內部結構的加工工藝，為文物的復原提供依據，2011年，南京博物院文物保護科技研究所在中科院高能所使用6MeV加速器射線源工業(yè)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，壺體的盤龍網絡與內箍連接，立獸和鋪首都直接鑲接在內箍上。同時，外箍分為4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、古建筑等的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30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。

本文內容來自公眾號“中科院高能所”，ID：casihep