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科技日報記者 頡滿斌
近日，蘭州大學核科學與技術學院劉志毅教授帶領團隊來到古都西安，專程為西安古城墻做了一次基于宇宙射線繆子的健康體檢“CT”。相關成果作為精選和封面文章近日刊發于《應用物理學報》。
西安城墻內部成像成果圖。
古城墻凝聚著我國古代勞動人民的智慧，對研究中國古代社會的城市建設、歷史、軍事和建筑藝術等方面具有很高價值。目前，西安古城墻出現了部分坍塌、沉陷等現象，很多關鍵病灶在墻體內部，對探測勘探手段提出了重大挑戰。在常規物探方法中，或需要對目標物進行破壞勘探，或很難穿透目標物，或精度不夠。對此，新型、環保、安全的宇宙射線繆子成像技術提供了一種全新的解決方案。
團隊選擇了城墻的58號馬面區域作為探測目標，共設置了六個測量點，多角度采集繆子數據。反演結果清晰地展示了在馬面墻內部分區域明顯的密度異常體。與此同時，在成像結果中發現的一個低密度區域，經確認為馬面的配電室（未被事先告知）；繆子成像技術將其位置、形狀、大小清晰地呈現出來，獲得了盲測的有效驗證。此次對西安古城墻的探測，是國內首次實施的繆子成像技術對大型文物古跡的實驗研究，研究成果對大型文物古跡考古與保護、助力中華文明探源工程具有重要意義。
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繆子成像探測儀器在西安城墻現場的實驗布局。1-6號位置針對58號馬面，A、B位置為空測位置。
據介紹，繆子是自然界的基本粒子之一，空間中的繆子主要來自宇宙初級射線與大氣相互作用后的次級產物，具有極強的穿透能力，在大型文物古跡考古與保護、礦藏勘探、冰川科考、滑坡監測等領域有著廣泛的潛在應用前景。劉志毅教授團隊經過長期積累與研究，成功研發出宇宙射線繆子CORMIS成像系統，為有效解決特定大型目標物的內部成像難題提供了重要技術裝備。
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