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科技日報記者 頡滿斌
近日，蘭州大學核科學與技術(shù)學院劉志毅教授帶領(lǐng)團隊來到古都西安，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《應用物理學報》。
西安城墻內(nèi)部成像成果圖。
古城墻凝聚著我國古代勞動人民的智慧，對研究中國古代社會的城市建設(shè)、歷史、軍事和建筑藝術(shù)等方面具有很高價值。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，對探測勘探手段提出了重大挑戰(zhàn)。在常規(guī)物探方法中，或需要對目標物進行破壞勘探，或很難穿透目標物，或精度不夠。對此，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。
團隊選擇了城墻的58號馬面區(qū)域作為探測目標，共設(shè)置了六個測量點，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，在成像結(jié)果中發(fā)現(xiàn)的一個低密度區(qū)域，經(jīng)確認為馬面的配電室（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，獲得了盲測的有效驗證。此次對西安古城墻的探測，是國內(nèi)首次實施的繆子成像技術(shù)對大型文物古跡的實驗研究，研究成果對大型文物古跡考古與保護、助力中華文明探源工程具有重要意義。
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繆子成像探測儀器在西安城墻現(xiàn)場的實驗布局。1-6號位置針對58號馬面，A、B位置為空測位置。
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射線與大氣相互作用后的次級產(chǎn)物，具有極強的穿透能力，在大型文物古跡考古與保護、礦藏勘探、冰川科考、滑坡監(jiān)測等領(lǐng)域有著廣泛的潛在應用前景。劉志毅教授團隊經(jīng)過長期積累與研究，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物的內(nèi)部成像難題提供了重要技術(shù)裝備。
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