科技日报记者 颉满斌
近日，兰州大学核科学与技术学院刘志毅教授带领团队来到古都西安，专程为西安古城墙做了一次基于宇宙射线缪子的健康体检“CT”。相关成果作为精选和封面文章近日刊发于《应用物理学报》。
西安城墙内部成像成果图。
古城墙凝聚着我国古代劳动人民的智慧，对研究中国古代社会的城市建设、历史、军事和建筑艺术等方面具有很高价值。目前，西安古城墙出现了部分坍塌、沉陷等现象，很多关键病灶在墙体内部，对探测勘探手段提出了重大挑战。在常规物探方法中，或需要对目标物进行破坏勘探，或很难穿透目标物，或精度不够。对此，新型、环保、安全的宇宙射线缪子成像技术提供了一种全新的解决方案。
团队选择了城墙的58号马面区域作为探测目标，共设置了六个测量点，多角度采集缪子数据。反演结果清晰地展示了在马面墙内部分区域明显的密度异常体。与此同时，在成像结果中发现的一个低密度区域，经确认为马面的配电室（未被事先告知）；缪子成像技术将其位置、形状、大小清晰地呈现出来，获得了盲测的有效验证。此次对西安古城墙的探测，是国内首次实施的缪子成像技术对大型文物古迹的实验研究，研究成果对大型文物古迹考古与保护、助力中华文明探源工程具有重要意义。
缪子成像探测仪器在西安城墙现场的实验布局。1-6号位置针对58号马面，A、B位置为空测位置。
据介绍，缪子是自然界的基本粒子之一，空间中的缪子主要来自宇宙初级射线与大气相互作用后的次级产物，具有极强的穿透能力，在大型文物古迹考古与保护、矿藏勘探、冰川科考、滑坡监测等领域有着广泛的潜在应用前景。刘志毅教授团队经过长期积累与研究，成功研发出宇宙射线缪子CORMIS成像系统，为有效解决特定大型目标物的内部成像难题提供了重要技术装备。
