“CT”为近1300岁印章“诊断” 青藏高原上的王陵“复活”|中科院高能所|印章|ct|青藏高原|文...

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岁印章“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，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。

刚出土时锈迹斑斑的银质印章

然而，这枚埋藏地下近1300年、表面锈蚀严重的小小印章成为破解墓主人谜团的“拦路虎”， 为了尽快弄清印章上的相关信息，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射线的能量被衰减。不同的物质对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。CT成像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获得扫描断层上物质信息。通过CT成像，可以无损地探知物质内部未知信息。

打开腾讯新闻，查看更多图片 >

CT成像原理

2020年11月，在文物、化石无损检测方面有着丰富经验的中科院高能所接到了请求。在考古专业人员的护送下，这枚印章正式走进了中科院高能所工业CT实验室，在众多目光注视下，包裹被小心翼翼地揭开，锈迹斑斑的印章“裹挟”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，使得成像更清晰。

扫描过程动画演示

控制室中，所有人屏息凝神又满怀期望地等待着结果，而在厚重水泥墙的另一侧，无数的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，被锈蚀层遮挡的印面信息分布在六个断层图像上。

成像断层

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，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。

最终成像可清晰看到骆驼纹和古藏文

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”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，就相当于考古专家有一双透视的眼睛，看到里面哪些地方是有腐朽或者断裂的，这对于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少数民族王国兴衰史重新展现在世人面前。凭借残存的信物，穿越一千多年的时空，唤起人们对历史的记忆。

除了此类印章类文物的扫描确认，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现存青铜器。

为了研究陈璋圆壶的内部结构之间的加工工艺，为文物的复原提供依据，2011年在中国科学院高能物理研究所，使用6 MeV加速器射线源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，立兽和铺首都是直接镶接在内箍上，同时，外箍分为四段，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三十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。