封面:修复后的汉铭文镜的X射线成像 选自《大众考古》2020年6月刊https://mall.cnki.net/magazine/article/KGDZ202006015.htm
3D CT是根据X射线检测原理发展的一种更为先进的无损检测方式,这种检测方式能够在不破坏被检物体任何状态的情况下对内部情况进行成像,但最先进之处在于,它可以对被检物进行360度照射扫描,形成上万张检测图像,再通过软件对图像进行处理、拼接、重建,最终得到三维图像。
检测设备除了能够得到内部图像外,还可以进行数据测量,缺陷检测和材料分析,能够全方位的帮助检测人员获取物体内部准确的信息。3DCT对比传统的X射线检测,检测精度更高,图像更清晰,传统的X射线检测一般都是2D图像。
理学X射线成像系统CT Lab HX
截至目前,X射线无损检测实现了 5 个方面的应用。
石膏包分析
X 射线无损检测技术能准确探测出石膏包体内 部金属物质的位置以及金属物质的保存情况,还能圈定骨器所在位置,判断骨器的材质与类型。石膏包体的 X 射线无损检测必须具备可行条件(石膏包内物质的保存情况),否则探测效果会受到影响,可能会出现穿透率降低、无法探测的问题。另外,石膏包体内骨器的保存环境比较恶劣,骨器长期储存在腐蚀环境中,其状态只有在 60kV 的电压条件下才能显现出来,不然无法进行射线探测。
青铜器分析
X 射线无损检测应用于青铜器分析时可以在无损伤条件下成功探测出青铜器的内部结构、腐蚀情况、加固修复痕迹,获取芯撑、范缝、补铸等重要信息,以及直接拍摄出铜镜被覆盖的铭文、纹饰,探查青铜器制作工艺。探测青铜器的 X 射线必须采用较高的管电 压,以确保穿透青铜器内部的铜、铅、锡,射线拍摄距离控制在 60 厘米,所选择的管电压也要根据青铜器厚度的变化调整。
陶瓷鉴定
X 射线无损检测技术能够清楚有效地鉴定接底 陶瓷器,从而避免肉眼观察、热释光测年、X射线荧光检测等对器底部位形成判断假象,但现阶段这一技术仍存在缺陷,如 X 光会改变陶瓷器的热释光特性,且 X 光片只能反映平面的二维影像。
大型陶俑分析
由于陶俑质地较薄极易被 X 射线穿透,操 作时要尽可能使用较低的管电压和电流进行测试,对大型陶俑一般选择 60—100kV 的管压,管电流为 3mA。体型较大的陶俑需要进行多次拍摄和拼接才能得到理想的结果,拍摄时要注意光线、位置、电压、电流等变量保持一致,便于后续的拼接。
脆弱质文物软 X 射线分析
脆弱质文物较金属、陶俑等文物更易被穿 透,拍摄时常采用能量较低的射线进行照射。通过调节管电压,采用不同管电压下的 K-60软X 射线(波长大于 0.01nm)对不同材质的脆弱质文物进行分析 :竹木简拍摄时管电压一般为10 —25kV,电流为 2mA 或者2.5mA ;漆器拍摄时为发现其轮廓和腐蚀状态,管电压使用 20 —60kV,电流为 2mA 或者 2.5mA ;陶瓷器一般选择 35—80kV 的管电压。