中子照相設備為武王墩文物“照相”。

　　穿越兩千年，戰國時期的爐火與今日的聚變“光束”，在武王墩的青銅器上“相遇”了。

　　這段時間，武王墩墓出土的一件件青銅器，正被陸續送到合肥。它們的目的地不是博物院，也不是文物科技保護中心，而是位於未來大科學城的“夸父”園區。

　　在這裡等待他們的，是一台依托“人造太陽”技術打造的“中子照相”設備，能“照”見文物內部結構，探尋兩千多年前鑄造的“秘密”。

　　“人造太陽”的“光束”就這樣首次用於“檢測”古人的鑄造技術，兩個不同時代的“先進生產力”相遇，會帶給我們怎樣的驚喜？

　　武王墩文物來“照相”

　　在“夸父”園區的一處實驗室內，一台佔地12平方米的“立方體”，宛如一個“超級相機”。工作人員們小心翼翼地將一件斑駁古朴的青銅釜，移至中子成像無損檢測設備上———這件釜是武王墩墓出土的文物。

　　給千年青銅器做“中子照相”，原理和人體CT掃描異曲同工。

　　這項由合肥綜合性國家科學中心能源研究院（以下簡稱“能源研究院”）研發的無損檢測技術，能幫助考古團隊零損傷窺探古文物的內部肌理。

　　“通過透視，可以了解戰國時期楚國青銅器的鑄造工藝。”武王墩考古隊隊員李鳳翔說。

　　沒有劇烈的反應，沒有“閃光燈”，五六分鐘，文物就完成拍照。

　　經過系統處理的檢測圖像，將與人類的CT報告一樣，以黑白灰三個層次勾勒出器物的完整結構。

　　穿透銅器表層，內部的拼接工藝、銅壁厚度、嵌合結構清晰浮現，深淺不一的影像細節，藏著古人不曾言說的鑄造智慧。

　　“陸續有十多件文物完成‘中子照相’，我們打算將所有青銅器應做盡做、能做盡做。這是我們對武王墩墓文物第一次開展規模性的高精度工業無損檢測。”李鳳翔說。

　　坐落於安徽淮南的武王墩墓，是迄今為止經科學發掘的規模最大、等級最高、結構最復雜的楚墓。武王墩的墓葬形制、營建工藝、出土文物，代表了楚文化的最高成就，對進一步研究楚文化具有重要價值。

　　李鳳翔介紹，在本輪數據提取、圖像採集之后，考古人員將進一步分析武王墩墓青銅器的工藝特色，開展橫向及縱向比對研究。

　　“照相”技術來自“人造太陽”

　　讓人意想不到的是，這一“中子照相”設備依托的中子發生技術，來源於大國重器——“人造太陽”EAST。

　　能源研究院相關負責人洪兵向記者展示一台高約1.5米的中子發生器，這是“中子照相”的核心設備：“‘人造太陽’本質上是一個巨型‘中子源’，我們依托核聚變的技術基底，把巨大的‘人造太陽’微縮成這樣一台‘中子發生器’，成為‘中子照相’的核心部件，現在，我們已經完成全鏈路的自主研發。”

　　該“中子照相”利用氘氘核聚變產生中子，與“人造太陽”產生中子的技術路徑同源。

　　“設備發射的中子束能夠穿透金屬，經過不同結構時，會出現中子強度衰減，最終形成深淺不一的‘影子’，投射在一面‘投影屏’上。”洪兵通俗地介紹“中子照相”的實現原理。

　　實際研發遠不像這個解釋這麼簡單。

　　“從‘人造太陽’到‘中子照相’，我們已經走了4年。這些高精尖技術不只能服務於核聚變，我們現在就是要‘沿途下蛋’，推動技術實現產業化應用，服務各行各業。”洪兵說。

　　4年時間，團隊在攻克的核心問題——如何在低源強的情況下獲得高分辨率，簡而言之，就是讓設備既“不費眼”又能“看得清”。

　　“我們目前採用熱中子成像技術，每秒可產生2乘以10^10個中子。”能源研究院中子應用技術中心副主任孟獻才介紹，設備的空間分辨率可達0.2mm。

　　“當然X射線、γ射線也是工業檢測上常用的。但是穿透厚層金屬，需要6兆伏的X射線，這種級別的裝備造價要達到千萬元級別。而中子憑借自己的物理特性，對金屬有較好的穿透性，使用大約0.025eV的熱中子，就能看清楚金屬內部。”孟獻才介紹。

　　“業內不缺中子成像，缺的是小型、可移動的中子成像設備，各方的研究都還處在實驗室階段。我們現在經過多輪迭代，完成了工程樣機研制，氘氘中子發生器強度達到業內領先。”洪兵說。

　　能源研究院團隊希望這一可移動中子成像設備能夠被搬出實驗室、搬進工廠，為實際生產服務。

　　跨越兩千年的“首次攜手”

　　武王墩墓文物檢測項目，是能源研究院團隊接手的第一個考古項目。

　　“此前做的大多是現代工業產品檢測，比如航空發動機渦輪葉片殘芯的無損檢測。”洪兵說。

　　現代“人造太陽”的前沿技術，與兩千年前文明的相遇，源於一次偶然。

　　在去年的一次展會上，能源研究院與武王墩考古隊兩支團隊相識。

　　“我們有技術，他們有需要。”洪兵語氣自然。相遇不久，一件出自武王墩墓的青銅鼎，便率先走進合肥的實驗室。

　　偶然的背后是技術的積累。

　　經過多年攻關，這項從“人造太陽”延伸出來的技術，已經具備應用條件。恰好，武王墩考古隊正在尋找精細的無損檢測手段。

　　從淮南的田家庵到合肥的三十崗，90公裡、1小時車程，地緣的相近，也讓這場“相遇”更在情理之中。

　　“上海博物館的X射線CT在業內是知名的，但相比之下距離遠，文物‘出差’流程繁瑣。”李鳳翔說，把文物帶到相距90公裡的合肥，清晨迎著薄霧來，傍晚就能回到淮南，“當天來、當天送檢、當天回，文物不過夜，流程上方便許多。”

　　在現代技術“照亮”武王墩墓青銅器的同時，來自兩千年前的文物，也在促進現代技術的迭代。

　　“容納不了體積太大的文物，邊緣特別厚的青銅器，我們的穿透力也不夠。”洪兵說，現在團隊正進一步迭代設備，在熱中子成像技術上研制快中子成像，用定制化開發匹配不同場景。

　　檢測結束后，李鳳翔小心翼翼地將一件件青銅器打包帶回淮南，下一次送檢，又將提上日程。跟隨文物一起帶回去的還有一張張“中子照片”，它們將為研究戰國楚國青銅鑄造工藝提供新的數據，進一步揭開武王墩文物鑄造的秘密。

　　合報科學+融媒體工作室

　　合肥晚報-合新聞記者

　　張玉蓮 李靜 田星星