现代射线技术与文物保护/考古应用研究

魏龙　陈刚

内容摘要：每一项科学技术的进步与发展都推动了人类对自然界认识的进一步深入，同时也有力地促进了承载着历史的文物的保护和研究。现代射线技术的发展就是最为典型的范例。现代射线技术主要指基于X射线、γ射线、中子等基本粒子与物质的相互作用原理，对物质微观结构进行表征的波谱学技术和成像技术。中国科学院高能物理研究所是我国高能物理与先进射线技术及射线应用的综合性研究基地。主要针对核分析、同步辐射以及计算机断层成像（CT）等特点鲜明的现代射线技术，在对基本原理进行简单描述的基础上，就中国科学院高能物理研究所所在现代射线技术与文物保护及考古研究领域所做的一些工作进行了简单综述。

关键词：核分析；同步辐射；计算机断层成像；考古；文物保护

中图分类号：K854.3 文献标识码：A 文章编号：1000-4106（2018）02-0078-09

Modern Radiographic Technologies and Their Applications in Heritage Conservation and Archaeological Research

WEI Long CHEN Gang FENG Xiangqian LI Gang LIU Baodong WANG Baoyi

（Institute of High Energy Physics， Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049）

Abstract： The developments of science and technology have greatly enlarged our understanding of nature； some have even promoted the conservation and research of naturally based items and sites which are the carriers of history. The development of modern radiographic technology is a clear example， this being a spectroscopy and imaging technology used to create images of material microstructures that is mainly based on the interactions between matter and fundamental particles such as x-ray photons， γ-ray photons， and neutrons. The Institute of High Energy Physics at the Chinese Academy of Sciences（IHEP-CAS）is a comprehensive research base for high energy physics and modern radiographic technology in China. This paper provides introductions to some modern radiographic techniques， such as nuclear analysis， synchrotron radiation， and computed tomography （CT）， and reviews some of their applications in heritage conservation and archaeology research as carried out by IHEP-CAS.

Keywords： nuclear analysis； synchrotron radiation； computed tomography； archaeology research； heritage conservation

文物作為历史形象的物质载体，承载着中华文化和民族精神的传承。现代文物保护研究的核心就是不断利用最新、最先进的现代手段和科学方法实现对文物全方位、全系统、完整的了解和认识，从而制定合理与科学的保护措施，以最大限度地保持和保护文物的物质与文化内涵，延长文物的寿命。每一项科学技术的进步与发展都推动了人类对自然界认识的进一步深入，同时也有力地促进了历史文物的保护和研究。现代射线技术的发展就是最为典型的范例。现代射线技术主要指基于X射线、γ射线、中子等基本粒子与物质的相互作用原理，对物质微观结构进行表征的波谱学技术和成像技术。射线技术以其无损、定量、实时的特点，经过几十年的发展，在文物保护与科学考古领域逐渐形成了比较完整和科学的保护研究体系，不仅为文物的保护和研究提供了重要方法和技术，而且使得文物研究从表观主观观察，发展成为从外部形貌分析到内部微观结构研究、具有定性和定量特征的全方位科学研究。

中国科学院高能物理研究所是我国高能物理与先进射线技术及射线应用的综合性研究基地，是我国最早开展射线探测技术和射线应用研究的单位。早在1984年，孙景信等人与中国社科院考古所的李虎侯合作，采用中子活化分析技术开展龙泉窑古瓷的微量元素分析，开启了国内用中子活化方法研究古陶瓷的先河[1]。1998年，在冼鼎昌院士和柴之芳院士的倡议下，高能物理研究所进一步组建了核技术考古课题组，运用多种先进的核分析技术和同步辐射技术，系统地开展了中国古陶瓷的原料来源、烧制工艺、产地溯源、断代和真伪鉴别研究，目前已经收集了我国历代典型名窑发掘出土的万余件古陶瓷标本，建立了比较系统的用于科学分析的古陶瓷标本库。

本文主要针对核分析、同步辐射以及计算机断层成像（CT）等特点鲜明的现代射线技术，在对基本原理进行简单描述的基础上，就中科院高能所在现代射线技术与文物保护、考古研究领域所做的一些工作进行简单的综述。

1 核分析技术与古陶瓷鉴别

核分析技术是最成功和最广泛地应用到古陶瓷成分分析研究的方法之一，其中最具代表性的中子活化分析技术（NAA）具有分析灵敏度高、准确度高、精确度好、需样量少等优点，非常适合于考古样品的成分分析和产地溯源研究。X射线荧光分析技术（XRF）是一种重要的元素成分分析方法，具有不破坏样品、可同时进行多元素分析等特点，特别适合于古陶瓷的无损分析研究，尤其适合极其珍贵的古陶瓷完整器物的分析鉴定[2]。

1.1 古陶瓷产地溯源[3]

1995年在西安附近的唐秋官尚书李晦墓中出土了一批精美的唐三彩制品，其中的唐三彩俑使这个墓葬成为迄今为止有唐三彩俑的年代最早的纪年唐墓，对唐三彩俑起源的研究具有十分重要的参考价值。但是与多数墓葬出土的唐三彩一样，这批唐三彩器物烧制地点的认定仍没有定论。为了研究李晦墓唐三彩的烧制地点和窑址，采用X射线荧光分析技术对李晦墓出土的唐三彩进行了微量元素分析，将分析结果与西安西郊机场窑址、铜川黄堡窑址、河南黄冶窑址的微量元素数据进行因子分析（图1）。因子分析结果表明，李晦墓唐三彩胎与铜川黄堡窑唐三彩胎的成分存在明显差异，与河南黄冶窑出土的唐三彩胎的成分接近。据此可以断定，李晦墓中的唐三彩是河南黄冶窑烧制的。

1.2 古陶瓷的年代区分[4]

江西洪州窑是唐代六大青瓷名窑之一，它以丰富的器型、多样的装饰技法、生动的纹饰和创新的工艺技术在中国陶瓷史上占有重要的地位。对历代洪州窑古瓷的化学成分进行研究，有助于人们了解洪州窑的选料和制作工艺及其兴衰发展史。采用中子活化分析方法对历代洪州窑古瓷胎的元素组成进行分析，并对其进行了分组（图2）。

从图2中可以看出，洪州窑的瓷器大体上可以分为5组，分述如下：

第1组是东汉晚期和东吴时期的样品。这时期是洪州窑青瓷的初创时期，无论是器物的外观还是胎的化学组成都与其他各期相去甚远。

第2组是两晋和南朝的样品。这三期样品的胎色接近，大多为灰白色，化学组成也较接近。

第3组是初唐和盛唐的样品。洪州窑瓷器的胎釉颜色从唐代开始由浅变深，发生了极大的改变，与之相对应的是其化学成分也有较大的变化。

第4组是隋代的样品。隋代上承两晋南北朝，下启唐代，瓷器烧造处于过渡时期，在PCA图上居于第2组和第3组之间，且极为分散。

第5组是晚唐五代时的样品。晚唐五代是洪州窑的衰落期，由于种种原因，其制瓷工艺急剧下滑，所烧制的瓷器比较粗糙。

1.3 古陶瓷真伪鉴别

当一百多年前，唐三彩穿越千年时光，向世人再现它的风采之时，立即吸引了收藏家们的注意，成为收藏界和拍卖市场的宠儿。但是，随着制陶技艺的破译，现代唐三彩工艺品大量涌入市场，很多现代唐三彩经过做旧之后以高价卖给收藏者，给一些收藏者造成巨大的经济损失。

在北京和西安的古玩市场购买若干唐三彩仿品，利用XRF对其胎进行了分析，并与古代真品进行了对比。从元素分布散点图（图3、4）中可以看出，仿品与真品之间具有明显的界限。

1.4 古陶瓷原料和工艺研究[5]

在中国陶瓷史上，龙泉窑是生产青瓷的著名窑系，南宋时期龙泉青瓷的制作工艺已达到鼎盛，所以以往人们研究的热点多集中于宋元时期的龙泉青瓷上。虽然古代文献有记载龙泉窑是明代初期烧造宫廷用瓷的窑场之一，但由于之前没有发掘出龙泉官窑或为宫廷烧造的龙泉官瓷，所以对龙泉官瓷的研究甚少。龍泉枫洞岩窑址发掘出土的刻龙纹和“官”字款的明代洪武和永乐时期的官瓷为系统研究龙泉官瓷提供了丰富的实物依据。采用XRF系统分析了明代洪武和永乐时期官瓷胎釉配方的年代特征，同时也对比分析了明代早期龙泉民用瓷的胎釉特点。龙泉明代官瓷胎和釉的化学成分含量数据都具有一定的离散性。在官瓷胎中，洪武时期胎料中的K2O、TiO2和Fe2O3含量平均值高于明代永乐时期，而CaO含量的变化规律则相反，如图5所示。从Fe的数据可以看出，洪武和永乐时期制作所用胎泥原料中都加入了少量的紫金土，这样不仅可以增加瓷胎的强度，也可以增加胎的灰度。从图6可以看出，洪武的胎料与永乐的存在差别，而永乐官瓷胎料与明早期民用瓷胎料接近。在官瓷釉中，洪武时期釉料中的各元素含量平均值与永乐时期的相比并无明显差异，并且官瓷釉中的化学组成与民用瓷的相同。可见，明洪武和永乐时期烧制的官瓷使用了明代早期民用瓷的釉原料和烧制技术，官瓷釉料的配制和加工方法没有出现技术变更，保持了延续性。

2 同步辐射技术应用

同步辐射提供的硬X射线具有亮度高、平行度高、相干性高、能谱宽等独特优点。基于同步辐射的实验手段包括衍射、谱学和成像等三大类。在古生物学、人类遗存和文物研究方面使用较多的方法是同步辐射硬X射线（SRX）相位衬度成像，SRX荧光成像和微区SRX吸收谱与成像等。

2.1 SRX相衬成像

SRX相衬成像包括同轴相衬成像[6-10]、干涉成像[11]、衍射增强成像[12]等多种方法。其中SRX同轴相衬成像实验几何简便、可实现的空间分辨率高、适用的X射线能量范围广，是同步辐射光源上使用最广泛的SRX相衬成像方法。SRX同轴相衬成像具有密度灵敏度高、穿透能力强、多尺度空间分辨率等优点。SRX相衬成像密度灵敏度远远高于传统硬X射线吸收衬度成像，其根本原因是，在硬X射线能区绝大部分元素的光学常数相位项比吸收项大几十到上千倍。因此，绝大部分样品的SRX相衬成像的对比度远远好于传统的硬X射线吸收衬度成像，但相位衬度成像需要高品质的硬X射线光源。兼备强穿透能力和高密度灵敏度这两大优点使得SRX同轴相衬成像在古生物化石、人类遗存和文物研究等相关领域的无损成像研究中具有独特优势，可以很好地应用于化石和人类遗存样品的高灵敏度、多尺度分辨、高精度3D无损成像。下面举一个SRX相衬成像应用于古生物化石研究的例子。

2015年中国地质大学的古生物学家在两块来自缅甸克钦邦胡康河谷的琥珀中发现两块疑似鸟类的化石。两块琥珀的历史约9900万年，属于白垩纪中期的诺曼森阶。由于这两块化石都埋藏在琥珀内部且覆盖着厚实的毛，可见光成像无法直接看到化石中的骨骼部分。普通X光机微CT的成像基于吸收衬度、密度灵敏度低，所获图像的衬度不够高，能分辨出来的细节太少。由于SRX 同轴相衬CT在保持硬X射线高穿透性的同时，密度灵敏度大大提高，因此被研究团队寄予厚望。

2015年夏天联合研究团队在北京同步辐射装置（BSRF）、2015年秋天在上海同步辐射装置（SSRF）的SRX同轴相衬CT装置上无损地获取了该化石多尺度分辨的高质量投影图像。此后，经过对投影图像的断层重建、数据的自动和手动分割、分段拼接和3D重构，得到了被毛和琥珀包围着的化石骨骼部分的高清3D图像（图7），揭示出化石内部的3D形态特征。

基于SRX同轴相衬CT重建的骨骼三维形态图（图8），研究团队首先确认其中一块标本的确是鸟类，属于典型的早熟性反鸟类幼鸟。该工作成果2016年6月28日发表在Nature出版集团的著名刊物《自然通讯》（NATURE COMMUNICATIONS）上。

研究团队在系统分析另外一块标本骨骼部分SRX 同轴相衬CT三维图像时（图9），发现该化石明显区别于典型的古鸟类，骨骼形态（如腹侧明显的沟槽结构）与典型的非鸟虚骨龙类恐龙类似，是非鸟虚骨龙类恐龙（coelurosaurs）的一段尾骨，包括至少9段尾椎。这是人类有史以来发现的第一块埋藏在琥珀中的恐龙标本。研究团队还利用BSRF的X射线荧光成像方法获得了尾椎化石出露断面的微量元素分布图（图10），其中铁、锰、钛、锗等元素的分布与化石的形态高度吻合，蕴含着丰富的埋藏学信息。利用BSRF对铁元素所做的近边吸收谱分析表明，其中80%以上的铁原子为二价，这应该是血红蛋白和铁蛋白的遗迹。

这项重要发现于2016年12月8日发表在生物学著名刊物《当代生物学》（Current Biology）上[13]。该杂志属于《细胞》出版集团，五年影响因子平均为9.7。该发现一经发表，很快就在世界范围内引起了科学界、媒体和公众的广泛关注。到2017年4月，该文章的Altmetric指数达到4034，在近五年全球已发表的710多万篇研究论文中排第28位，在2016年全球发表的270多万篇科技文章中排第6位，在2016全球最受公众关注的科学成果地球科学领域排第1名，在美国国家地理学会评选的2016年全球6项重大科学大发现中排第2位。

Altmetric是被國外很多出版和信息机构用于对科学论文学术影响力进行实时监测和评价的指标。采用该指标的机构包括《自然》《科学》《柳叶刀》《细胞》等著名期刊和PLOS出版平台、SCOPUS数据库、PMC OA期刊出版平台、BioMed CentralOA期刊出版平台等。

2.2 SRX荧光成像

基于同步辐射的X射线荧光谱（XRF）用固定能量的同步辐射X射线激发原子芯电子，测量退激发到芯空穴后发射的X射线荧光谱。SRX荧光具有截面大、非破坏性、本底小和选择性激发等优点。依探测方式的不同，X射线荧光谱可分为能量色散谱方法和波长色散谱方法。前者谱能量分辨较低，适用于痕量元素组分定性/定量分析、元素2D成像等；后者谱能量分辨高，应用于痕量元素组分定性/定量分析、自旋/价态和电荷转移等研究。

近年来，随着同步辐射光源亮度的提高以及探测器性能的提高，同步辐射XRF的测量速度大幅度提升，每个谱达到ms量级，使得2D元素成像的像素数目可以越来越高，对较大样品完成元素成像的速度也越来越快。XRF的元素2D成像在绘画研究中展现出独特优势。下面举一个例子：

自1922年起人们就注意到，1876—1980年间印象派画家埃德加·德加笔下一幅黑衣黑帽的女性肖像画下层的画面在表层肖像的脸上形成了一块斑。如何不损伤画作就看清被埋在下面的秘密一直困扰着科学界。据最近《科学报告》杂志的论文“A hidden portrait by Edgar Degas”报道，澳大利亚维多利亚美术馆和澳大利亚同步加速器实验室合作，利用快速XRF的元素成像无损高分辨地揭示出德加那幅画作下面隐藏的另外一幅肖像画[14]。他们把这幅画作虚拟地分成3160万个规则排列的相邻小区域，然后快速地获取每个区域的XRF谱，得到每个小区域内的元素丰度，并得到不同元素的图像；再根据各种元素的丰度推断画家当时使用的颜料，比如汞和铁多对应朱红、赭石这样的红色系颜料成分，钴对应蓝色，铅和锌可能是铅白和锌白等；再综合其他方法的信息，并结合画家用色习惯的已有数据，恢复出一张较为接近原貌的彩色复原图，而且认出画中人物是德加最喜欢的模特Emma Dobigny。

2.3 SRX吸收谱成像

让入射X射线在待测元素吸收边附近作能量扫描，测量与光电吸收相关的X射线信号，可以获得X射线吸收谱（XAFS，包括XANES谱和EXAFS谱）。XAFS谱对局域结构敏感，可给出吸收原子及配位原子的种类、间距、配位数、键角和无序度因子以及局域电子结构等信息。XAFS方法有原子选择性，能够以亚原子分辨率提供目标原子周围的局域结构和化学状态信息。样品的状态可以是固体和溶液，也可以是气体；可以是晶体，也可以是非晶体等。

基于同步辐射光源的高亮度、好的准直性以及光源能量连续可调性等特点，共聚焦XAFS方法在国内外的同步辐射装置上被广泛采用。高能物理研究所的张静等人在BSRF的1W1X射线吸收谱站利用毛细管透镜搭建了一套共聚焦XAFS实验装置。利用该系统，他们研究了祭红的呈色机制[15-16]。

祭红亦称霁红，是一种高温铜红釉，明初创烧于景德镇御窑厂，因常用于祭祀，故名祭红。祭红釉色深沉安定，很符合明朝的审美意识。一经问世便得到皇宫贵族、文人雅士的喜爱与重视。以往的研究发现祭红的呈色元素为铜，呈色效果与釉层的结构和厚度相关。对于呈色机制而言，呈色元素的价态、含量和近邻结构等应更为重要，因此XAFS可以大显身手。

相关研究团队采用多种无损方法分析若干明宣德景德镇官窑祭红瓷器残片。显微观察表明，不同呈色区域表层都有相似的透明釉，其呈色差异主要取决于红色颜料层。成分分析显示，不同呈色样品的釉中着色剂Cu的含量基本相同。然而X射线吸收精细结构EXAFS分析发现，不同呈色样品中着色剂Cu的价态和近边结构有所不同。

釉色偏黑的样品中Cu的价态基本为+1价，而釉色偏红的样品中Cu的价态同时存在+1和0两种价态。总体说来，呈色好的样品单质金属铜特征峰明显，其红色鲜艳、均匀；而呈色差的样品，单质金属铜特征峰不明显，但一价铜的特征峰明显，其色调灰暗。因此，呈色剂Cu的氧化状态是祭红瓷器呈色的决定性因素。本研究对其他类似相关研究提供了很好的借鉴。

3 CT技术与应用

CT技术利用物质对X射线衰减的差异，使用对物体进行不同角度扫描得到的投影数据，重建样品内部的结构图像，不受物体材料种类、形状、结构等因素的影响，成像更加直观、分辨率较高。在非破坏条件下，可以三维立体图像清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、组成、材质及缺损状况，被誉为当今最佳的无损检测技术之一。

X射线CT已经被广泛地应用于文物保护及考古领域。在这些领域，研究对象的材质、形状和尺寸是多样的。例如文物的材质包含青铜器、铁器、陶瓷器、玉器、竹木漆器等；不同文物的形状变化也比较大，有很薄的字画、很小的珠子，也有大型的青铜器等；化石材质相对比较简单，但是其尺寸变化较大，有毫米级的昆虫化石，也有大型的恐龙骨化石，而且大部分的古生物化石受岩石的挤压呈现板状。因此，在文物保护及考古领域，需要各种专用的CT设备。

近年来，中国科学院高能物理研究所在科技部及中国科学院相关课题的支持下，研制了十余套CT设备系统，包括基于加速器的高能工业CT系统、通用型工业CT系统、高分辨率三维显微CT系统及版状物检测显微CL（Computed Laminography）系统。

3.1 陈璋圆壶CT成像

陈璋圆壶（又名重金络壶）现藏于南京博物院，为1982年2月10日出土于盱眙南窑庄窖藏的三件国家级文物之一，是唯一一件集先秦金属工艺之大成于一身，能反映重大历史事件，能体现泥范铸造工艺最高水平的现存青铜器，堪称国之瑰宝。陈璋圆壶残高为24cm，口径12.8cm，腹径22.2cm，足径13.8cm。长期受到20kg黄金的压力，长埋地下两千年，在双金属与应力腐蚀的作用下，腹下部镂空纹饰已有残损。2011年5月由南京博物院、中国科技史学会传统工艺研究分会携国内外青铜器研究专家和工艺制造专家对陈璋圆壶的修复和复原研究保护工作项目正式启动。

为了研究陈璋圆壶的内部结构之间的加工工艺，为文物的复原提供依据，2011年在中国科学院高能物理研究所，使用6 MeV加速器射线源CT系统，对陈璋圆壶进行无损检测。通过后期对CT图像进行的分析发现[17]：壶颈部有一道规则的圆凸线，并且在突出台阶的周边有溢出的铜液。这个特征告诉我们，壶颈和壶体是分开铸造的。铜箍有两圈，内箍是一个完整的圆形，壶体的盘龙网络与内箍连接，立兽和铺首都是直接镶接在内箍上，同时，外箍分为四段，由立兽连接外箍两端，而在两立兽中间镶接一铺首装饰。

3.2 古生物化石CT成像

对于研究化石内部结构并建立三维模型的方法，早期使用磨片法，通过一层一层磨掉化石拍照获得化石内部结构，非常耗时，而且磨完后化石不复存在。CT扫描技术是一种无损检测手段，可以对包埋在岩石中的古生物化石，或经技术处理后裸露的古生物化石进行内部器官和组织结构的观察，对化石本身没有任何损伤。

2011年，中国科学院高能物理研究所与中国科学院自动化研究所为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（下文简称古脊椎所）研发了两台化石检测专用CT，已纳入首都科技条件平台。2014年，“化石X射线成像装置研制及应用”获得北京市科学技术进步三等奖。2014年，中国科学院高能物理研究所在国家重大科学仪器设备开发专项项目“X射线三维显微成像检测系统研制与应用开发”任务6“面向电力电子器件和生物化石应用仪器样机研发”的支持下，研制了面向电力电子器件和生物化石应用的显微CL，突破了板状物微米分辨三维扫描技术。其中一台专用于板状生物化石检测的显微CL安装在古脊椎所实验室。迄今为止，古脊椎所的三台X射线三维成像设备已经检测各类化石2000多例。使用CT作为检测手段，在《自然》《自然通讯》《科学》《科学报告》《美国科学院院刊》等重要刊物上发表论文三十余篇。下面我们选取几个典型的成果予以简单介绍。

2012年，古脊椎所研究团队用CT技术复原了东生鱼的颅腔以及相关的神经、血管等结构，结果不但填补了基干四足动物早期化石记录的空白，还将四足动物支系的演化历史前推了1千万年[18]。

2013年9月25日，英国《自然》杂志以头条文章在线报道了古脊椎所朱敏研究员领导的国际古生物学家团队在早期脊椎动物演化方面取得的最新进展[19]。朱敏等人在中國云南省古老的志留纪地层中发现了一条保存完好的古鱼，并将其命名为初始全颌鱼（Entelognathusprimordialis）。这条鱼虽然在其他方面都保持着盾皮鱼纲（最原始的有颌脊椎动物）的身体形态，但却已经演化出硬骨鱼纲（亦称硬骨脊椎动物，包括陆生脊椎动物和仍生活在水中的硬骨鱼类）的典型颌部结构和面部特征，是古生物学家梦寐以求的，介于这两大类群之间的“缺失环节”，它在古生物学上的重要意义，类似于始祖鸟、游走鲸和南方古猿等耳熟能详的“过渡化石”。成果一经发表，迅速引起国际学术界与各大主流媒体的高度关注。

早始新世的湖北江汉鱼在发现之初被归入鲤科纹唇鱼属，在稍后的重新研究中由同一作者立为新属——江汉鱼属，但是科级分类未定。时隔二十余载，尽管湖北江汉鱼化石时有发现，但是其系统归属一直悬而未决。古脊椎所研究人员运用显微CL系统扫描湖北江汉鱼，让深藏不露的骨骼结构昭然若揭，为一些关键骨骼特征研究提供了有力支持。研究人员对选模（lectotype）标本和重新采自原地点湖北松滋的67枚地模（topotype）标本进行详细研究，揭示江汉鱼代表鲤形目已灭绝的基干类群，应立为江汉鱼科，成为鲤形目研究多年来所发现的第一个化石新科[20]。该研究成果于2015年10月12日在线发表于《北美古脊椎动物学报》。

2016年10月21日，古脊椎所朱敏所率領的研究团队在《科学》杂志上报道了有关动物颌骨起源的重要发现[21]。研究团队通过对新发现的盾皮鱼类长吻麒麟鱼的研究，使人类的颌骨起源一直追溯到最原始的有颌脊椎动物类群中，为绘制颌骨的演化全景补上了重要的一块拼图。在《科学》同期配发的评述中，北美古脊椎动物学会主席约翰·朗认为该发现“扫除了我们在脊椎动物颌演化认识上一个大的盲区”。

2017年11月13日，中国科学院古脊椎所研究人员与中美数家研究机构在英国《自然》杂志上发表了关于晚侏罗世燕辽生物群树贼兽一个新种——阿霍氏树贼兽的研究成果[22]，报道了迄今为止贼兽类中最好的滑翔皮翼形态和毛发印痕的细节，对其保存的中生代哺乳动物中时代最早、最为完整的中耳区结构进行了详细的对比研究，这一成果对于认识中生代哺乳动物多样性和哺乳动物中耳演化具有重要意义。研究中使用CL对阿霍氏树贼兽化石的头部进行了高精度的成像，给研究提供了直观的内部结构图像依据。

目前，X射线三维检测技术已成为古生物化石研究领域的必备工具。其无损、快速精确等优点被广大古生物化石研究专家所推崇。

3.3 多模态文物成像

2016年开始，中国科学院高能物理研究所、荷兰数学和信息中心联合故宫博物院、上海自然博物馆、阿姆斯特丹国立博物馆、荷兰莱顿自然生物多样性中心开展了中荷联合科学主题研究（JSTP）项目——“透明博物馆”。该项目旨在为科研人员和参观者提供博物馆藏品的可交互虚拟现实三维可视化方案。目前CT技术和光学成像技术都比较成熟。CT可以在无损的情况下得到样品的内部信息，光学成像可以得到样品表面的准确图像。但是这种两种成像技术的研究都是孤立的。将这两种成像方式融合，能得到关于物体的更完备和逼真的信息。同样，将三维打印、虚拟现实、三维显示、远程数据共享结合起来可以极大地拓展我们的观测体验。

4 小 结

基于大型电子加速器的同步辐射技术是现代射线技术的主流和主要方法，为深入开展物质微观结构研究提供了早期小型射线仪器根本无法实现的射线强度和射线品质。中国科学院高能物理研究所基于北京正负电子对撞机国家实验室的同步辐射装置以及国家十三五规划建设的北京高能同步辐射光源，成为中国乃至全世界最先进的基础研究和应用研究大型研究机构和研究基地，为我国的科学技术发展、国防科技以及各类国家需求和社会需求做出贡献。中华五千年的历史文明，拥有任何国家都无可比拟的文物资源，随着我国科学技术的突破性进步和发展，现代射线技术作为现代科技标志性的开展物质世界微结构研究的重要手段和方法，必将促进文物保护研究到达一个全新的高度。

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