中子层析成像技术用于文艺复兴时期青铜雕塑和古罗马铅锭的检测研究

摘要

中子具有极强的穿透能力,可以穿透而不破坏样品。中子检测的特点是对低密度材料的衰减较大,对高密度材料衰减较小;这和X射线(X-rays)的衰减系数基本相反。中子层析成像(Neutron Tomography,NT)的实现是通过获取包含样品结构特征信息投影数据的扫描和基于算法求出样品断层特征量分布的图像重建与处理。NT图像具有不受检测断层以外部分的干扰、没有伪影的特点,优点是图像清晰、便于解读并可对样品材料定量分析。LEHMANN E H等将中子层析成像技术用于阿姆斯特丹国立博物馆(the Rijksmuseum Amsterdam)馆藏文艺复兴时期青铜雕塑和意大利西西里岛附近发现的古罗马沉船铅锭的检测研究,并与X射线的检测结果进行了比对。一、阿姆斯特丹国立博物馆藏青铜雕塑:对青铜雕塑的中子层析扫描实验装置:探测器基于CCD相机(ANDOR Icon-M,冷却到-50℃和降低暗电流),放置在垂直光束方向的一个不透光盒子里,曝光时间为每个投影图像20s量级。通过NT切面图等数字图像可以清晰检测出,青铜雕塑哪部分是空心的,哪部分是由陶瓷等其他材料填充的,外部损伤和金属结构中的不均匀都可以一目了然。