同步辐射X射线技术在中国文物分析上的应用
2021-07-02段佩权
关 明,段佩权,曲 亮,雷 勇
(故宫博物院,北京 100009)
0 引 言
同步辐射(synchrotron radiation,SR),是一种基于超高真空环境中接近光速的带电粒子在电磁场作用下作曲线运动时沿轨道切线方向发出的电磁辐射的特殊光源,具有从远红外、可见光、紫外光到X射线范围内的连续光谱。同步辐射光源具有以下特点:1)高亮度;2)宽频谱;3)窄角发散;4)高偏振;5)脉冲式发射[1-2]。与传统光源相比,同步辐射光源最突出的优点是高亮度和良好的单色性。同步辐射光源可作为光源应用于多种实验技术,如:基于X射线的X射线荧光光谱(X-ray fluorescence spectroscopy,XRF)、X射线吸收精细结构谱(X-ray absorptionfine structure,XAFS)、X射线衍射谱(X-ray diffraction,XRD)、X射线断层摄影术(X-ray micro computed tomography, X-μCT)等;基于紫外-可见光的多光谱全场发光显微镜(multispectral full-field luminescence microscopy)和基于红外光的傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared microspectroscopy,μ-FTIR)等[3]。其中,基于同步辐射光源的X射线技术分析方法多样、技术基础成熟且应用广泛。
近些年来,同步辐射光源因其优良的性能被广泛地应用于物理学、化学、生物学、医学和考古学等领域。在最近十余年的时间里,同步辐射技术在文化遗产和考古学方面的应用急剧增加,研究材质涵盖绘画、玻璃、陶瓷、金属、石质材料和木质材料等方面,主要涉及的研究领域包括:1)探索变化和腐蚀过程;2)揭示制造工艺和鉴定原料;3)评价保护和修复方案[3-4]。近年来,我国利用同步辐射X射线装置在文物分析方面上取得较大进展,因此,本文在总结基于我国现有同步辐射X射线装置在相关方面研究的基础上,对比国外前沿研究给出对我国同步辐射技术在文物分析与保护方面的发展方向的建议。……
