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科技日?qǐng)?bào)記者 頡滿斌
近日，蘭州大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉志毅教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)來到古都西安，專程為西安古城墻做了一次基于宇宙射線繆子的健康體檢“CT”。相關(guān)成果作為精選和封面文章近日刊發(fā)于《應(yīng)用物理學(xué)報(bào)》。
西安城墻內(nèi)部成像成果圖。
古城墻凝聚著我國(guó)古代勞動(dòng)人民的智慧，對(duì)研究中國(guó)古代社會(huì)的城市建設(shè)、歷史、軍事和建筑藝術(shù)等方面具有很高價(jià)值。目前，西安古城墻出現(xiàn)了部分坍塌、沉陷等現(xiàn)象，很多關(guān)鍵病灶在墻體內(nèi)部，對(duì)探測(cè)勘探手段提出了重大挑戰(zhàn)。在常規(guī)物探方法中，或需要對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行破壞勘探，或很難穿透目標(biāo)物，或精度不夠。對(duì)此，新型、環(huán)保、安全的宇宙射線繆子成像技術(shù)提供了一種全新的解決方案。
團(tuán)隊(duì)選擇了城墻的58號(hào)馬面區(qū)域作為探測(cè)目標(biāo)，共設(shè)置了六個(gè)測(cè)量點(diǎn)，多角度采集繆子數(shù)據(jù)。反演結(jié)果清晰地展示了在馬面墻內(nèi)部分區(qū)域明顯的密度異常體。與此同時(shí)，在成像結(jié)果中發(fā)現(xiàn)的一個(gè)低密度區(qū)域，經(jīng)確認(rèn)為馬面的配電室（未被事先告知）；繆子成像技術(shù)將其位置、形狀、大小清晰地呈現(xiàn)出來，獲得了盲測(cè)的有效驗(yàn)證。此次對(duì)西安古城墻的探測(cè)，是國(guó)內(nèi)首次實(shí)施的繆子成像技術(shù)對(duì)大型文物古跡的實(shí)驗(yàn)研究，研究成果對(duì)大型文物古跡考古與保護(hù)、助力中華文明探源工程具有重要意義。
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繆子成像探測(cè)儀器在西安城墻現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)布局。1-6號(hào)位置針對(duì)58號(hào)馬面，A、B位置為空測(cè)位置。
據(jù)介紹，繆子是自然界的基本粒子之一，空間中的繆子主要來自宇宙初級(jí)射線與大氣相互作用后的次級(jí)產(chǎn)物，具有極強(qiáng)的穿透能力，在大型文物古跡考古與保護(hù)、礦藏勘探、冰川科考、滑坡監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛的潛在應(yīng)用前景。劉志毅教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長(zhǎng)期積累與研究，成功研發(fā)出宇宙射線繆子CORMIS成像系統(tǒng)，為有效解決特定大型目標(biāo)物的內(nèi)部成像難題提供了重要技術(shù)裝備。
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