中新網(wǎng)東莞4月30日電 (記者 許青青)據(jù)中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部30日介紹，中國科學(xué)院高能物理研究所陳潔團(tuán)隊(duì)聯(lián)合故宮博物院文?？萍疾坷子聢F(tuán)隊(duì)及揚(yáng)州博物館文保修復(fù)部王子堯團(tuán)隊(duì)，依托中國散裂中子源(CSNS)能量分辨成像譜儀(ERNI)，采用中子三維成像技術(shù)，成功對(duì)一件腐蝕嚴(yán)重的漢代鐵質(zhì)書刀實(shí)現(xiàn)無損表征，精準(zhǔn)解析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與腐蝕程度，系統(tǒng)揭示了漢代鐵質(zhì)書刀的制作工藝與保存現(xiàn)狀。

　　本次研究對(duì)象為一件典型的漢代鐵質(zhì)書刀，由于長(zhǎng)期埋藏于地下，器物已發(fā)生嚴(yán)重礦化，形成了由鐵基體、致密銹蝕層、刀鞘等有機(jī)殘留物及土壤附著物構(gòu)成的復(fù)雜復(fù)合體。對(duì)于這類病害嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)脆弱的金屬—有機(jī)復(fù)合文物，如何在不破壞其完整性的前提下，精準(zhǔn)“透視”內(nèi)部結(jié)構(gòu)與腐蝕狀況，是文物保護(hù)科學(xué)領(lǐng)域長(zhǎng)期面臨的技術(shù)瓶頸。

　　相較于傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)，中子成像技術(shù)在這類文物表征中展現(xiàn)出不可替代的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。中子穿透能力強(qiáng)，同時(shí)對(duì)氫、鋰、硼等輕元素具有極高的靈敏度，漢代書刀的鐵腐蝕產(chǎn)物含有氫元素，中子能夠清晰區(qū)分銹蝕區(qū)域與完好鐵基體，實(shí)現(xiàn)腐蝕細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)識(shí)別。

　　研究團(tuán)隊(duì)通過中子三維成像技術(shù)，清晰識(shí)別出刀體銹蝕區(qū)域的空間分布與嚴(yán)重程度，成功分割并可視化呈現(xiàn)出刃部微觀裂紋的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，這一發(fā)現(xiàn)為判斷文物是否發(fā)生脆化、制定科學(xué)的加固保護(hù)方案提供了關(guān)鍵依據(jù)。

　　更具價(jià)值的是，中子成像成功捕捉到刀鞘殘余的層狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)成分與結(jié)構(gòu)分析，推測(cè)為古代復(fù)合材質(zhì)(推測(cè)為織物或木質(zhì))刀鞘礦化后的殘留痕跡。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)精準(zhǔn)測(cè)量了刃部加固結(jié)構(gòu)的幾何特征，為推斷漢代鐵器的制作工藝以及器物后續(xù)的修復(fù)和保護(hù)提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

　　中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部表示，此次漢代書刀的研究成果是中國散裂中子源深度賦能“文化遺產(chǎn)”的一次成功實(shí)踐。隨著中國散裂中子源二期工程的推進(jìn)，加速器打靶束流功率將進(jìn)一步提升，譜儀性能將持續(xù)優(yōu)化。未來，中子技術(shù)將進(jìn)一步拓展應(yīng)用場(chǎng)景，為中國乃至世界范圍內(nèi)的文物保護(hù)與考古研究提供不可替代的研究平臺(tái)，讓千年文物“開口說話”，解讀埋藏其中的古代科技與文化密碼。

　　該研究成果正式發(fā)表于國際期刊《Journal of Applied Crystallography》(《應(yīng)用晶體學(xué)雜志》)，并被選為2026年4月雜志封面(2026年第59卷，第477-482頁)。(完)