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X射线探伤技术在文物保护领域的应用

点击次数:3841 发布时间:2020-10-10

射线探伤是利用射线穿透物质的程度不同,在穿透过程中具有一定的衰减规律,并能使用照相胶片发生感光作用或使某些化学元素和化合物发生荧光,来发现被检物体内部缺陷的一种探伤方法。因其具有无损检测的特性,能在不破坏文物效果的基础上对文物保存状况、修复前痕迹、相关历史信息、器物制作工艺特点等进行一一分析,因此在文物保护与研究工作中应用广泛。

X射线探伤技术在文物领域的应用始于19世纪20年代对纸质文物艺术品的检测。19世纪50年代时,美国的博物馆开始使用该技术检测铜器,并获得了较好的检测成果。截至目前,X射线探伤实现了以下5个方面的应用。

一、石膏包分析

X射线探伤技术能准确探测出石膏包体内部金属物质的位置以及金属物质的保存情况,还能圈定骨器所在位置,判断骨器的材质与类型。石膏包体的X射线探伤必须具备可行条件(石膏包内物质的保存情况),否则探测效果会受到影响,可能会出现穿透率降低、无法探测的问题。另外,石膏包体内骨器的保存环境比较恶劣,骨器长期储存在腐蚀环境中,其状态只有在60kV的电压条件下才能显现出来,不然无法进行射线探测。

二、青铜器分析

X射线探伤应用于青铜器分析时可以在无损伤条件下成功探测出青铜器的内部结构、腐蚀情况、加固修复痕迹,获取芯撑、范缝、补铸等重要信息,以及直接拍摄出铜镜被覆盖的铭文、纹饰,探查青铜器制作工艺。

探测青铜器的X射线必须采用较高的管电压,以确保穿透青铜器内部的铜、铅、锡,射线拍摄距离控制在60厘米,所选择的管电压也要根据青铜器厚度的变化调整。

三、陶瓷鉴定

X射线探伤技术能够清楚有效地鉴定接底陶瓷器,从而避免肉眼观察、热释光测年、X射线荧光检测等对器底部位形成判断假象,但现阶段这一技术仍存在缺陷,如X射线会改变陶瓷器的热释光特性,且X射线底片只能反映平面的二维影像。

四、大型陶俑分析

由于陶俑质地较薄极易被X射线穿透,操作时要尽可能使用较低的管电压和电流进行测试,对大型陶俑一般选择60~100kV的管压,管电流为3mA。体型较大的陶俑需要进行多次拍摄和拼接才能得到理想的结果,拍摄时要注意光线、位置、电压、电流等变量保持一致,便于后续的拼接。

五、脆弱质文物软X射线分析

 脆弱质文物较金属、陶俑等文物更易被穿透,拍摄时常采用能量较低的射线进行照射。通过调节管电压,采用不同管电压下的K60软X射线(波长大于0.01nm)对不同材质的脆弱质文物进行分析:竹木简拍摄时管电压一般为10~25kV,电流为2mA或2.5mA;漆器拍摄时为发现其轮廓和腐蚀状态,管电压使用20~60kV,电流为2mA或2.5mA;陶瓷器一般选择35~80kV的管电压。

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