2022年10月31日下午，应中国科学院大学人文学院联合党委考古学与人类学系教工党支部的邀请，中国科学院高能物理研究所冯向前研究员来到国科大玉泉路校区，为师生们带来“核技术考古与文物遗产保护研究”的专场讲座。讲座由中国科学院大学考古学与人类学系罗武干老师主持。
核技术是以核性质、核反应、核效应和核谱学为基础，以反应堆、加速器、辐射源和核辐射探测器为工具的现代高新技术。因其高的灵敏度、特异性、选择性、抗干扰性、无损性和穿透性等特点，核技术不仅对自然科学的发展做出了重要贡献，也广泛应用于文物研究。
在文物和考古研究中常用的核分析技术有中子活化分析（NAA）、X射线荧光（XRF）和质子诱导X射线荧光（PIXE）等。中子活化分析具有灵敏度高、多元素同时分析、需要样品量小和非破坏性的优势，适用于珍贵且稀少的样品。冯老师介绍了中子活化分析在唐三彩的产地溯源、商代原始瓷产地研究和景德镇历代青花瓷微量元素研究中的应用。此外，可以利用中子活化分析成像确定油画的创作修改过程。X射线荧光分析也是分析古代陶瓷器、漆器、金属器和油画等常见手段，可以无损获取被测样品的多种元素含量。质子诱导X射线荧光同样是破解文物谜题和揭秘文物真假的利器，能有效揭示金属器、玉器、黑曜石等化学成分从而判断古代的资源利用情况及贸易路线。
核辐照技术是利用γ射线和加速器产生的电子束辐照被加工物体，使其品质或性能得以改善。文物可使用核辐照方式进行灭菌保存。埃及木乃伊因炎热潮湿、未密封的保存环境和虫蛀形成真菌感染，经过γ射线辐照消毒后能有效去除各种真菌并且不造成破坏性变化。核辐照技术也在脆弱文物加固保护上有着重要意义。
X射线成像能直观揭示文物的制作工艺，为文物的复原提供依据。我国壁画创作历史悠久，具有极高的艺术和历史价值，但受风沙侵蚀、水汽腐蚀、虫蚁蛀蚀等自然破坏以及战争、盗墓和出土等人为破坏后，往往会出现空鼓、裂隙、起甲、褪色等病害。背散射成像利用射线散射和衰减性能差异，无需贴合壁画表面就可以检测壁画的空鼓现象。宇宙线成像透射深度更大，已成功应用于胡夫金字塔的探测，发现内部新洞室的存在。
中子成像技术具有更高的穿透性，最佳分辨率可达10微米，且能区分同位素。目前已在古钱币、木乃伊和油画的分析研究中得以利用，例如在油画保护工作中可以依据这一方法研究画布的胶水层与基底层中水汽的分布，从而获取画布不同位置随时间的湿度变化。
同步辐射技术对文物研究的意义重大。采用同步辐射μ-XRF、XAFS、XRD、CT等技术，可以对制作文物所使用的原料和工艺或者其他原始信息进行研究，对文物受到侵蚀而造成的外观、结构的变化进行研究，对文物的保存状态和修复效果进行评估。
加速器质谱14C测年、热释光测年和高纯锗伽玛谱仪间接测年是考古和文物鉴定中常用的测年技术。江西万年仙人洞遗址出土的陶器经加速器质谱14C测年确定出现时间为两万年前，这是目前世界已发表的东亚地区陶器最早年代之一。
穆斯堡尔效应即γ射线的无反冲共振吸收，吸收率与相对速度之间的变化曲线即为穆斯堡尔谱。穆斯堡尔谱学技术的能量分析精度极高且能反映化学配位、磁场信息等超精细结构，是文物年代、成分、工艺、真伪等重要信息研究的特征指纹检测手段和特色分析方法，目前已应用于古陶瓷、金属器和壁画等。
最后，冯老师指出“核技术一经应用于考古学，便不断地揭示出古代遗存的丰富潜信息，使考古研究提高到一个新的层次，从根本上改变了它的研究面貌，因而从某种意义上讲，核技术对考古学的发展有着特殊重要的意义。”
报告结束后，在场听众积极提问，与冯向前研究员就核辐照技术在文物灭菌及加固中的原理、背散射成像技术在模拟考古发掘现场的应用、文物专用高能方舱CT等讲座相关问题展开热烈讨论。通过本场报告的学习，大家一致认为核技术在考古及文化遗产研究中拥有广阔天地，未来大有可为！
