原标题：可以“透视”的透视缪子成像技术

科研人员利用缪子成像技术为西安古城墙进行“健康体检”。资料图片

科幻小说中存在一种“超能力”，缪成可以透过不透明的像技屏障而看见其后的物体。今天，透视这种“超能力”已经随着红外线、缪成X射线等科学发现成为现实：

当行李经过机场安检通道时，像技我们能从屏幕上看到箱子内物品的透视轮廓，甚至不同类别的缪成物体呈不同色彩；当集装箱进出码头安检门时，无需打开集装箱便能识别装填物；当人们在医院进行CT检查时，像技屏幕上可以清晰看到人体的透视骨骼和内脏……但是，您能想象得到，缪成人类可以透过厚厚的像技城墙或者岩层观察其内部吗？

近日，《应用物理学杂志》刊文称，透视兰州大学核科学与技术学院研究团队成功研发出了高精度宇宙射线缪子成像技术及相关设备，缪成并首次对西安城墙等规模较大的像技文物古迹进行了“健康体检”。

缪子是自然界的基本粒子之一。与常规人工射线装置相比，缪子具有不可比拟的优势。缪子是天然的射线，能量高，无须放射源，无须防护。缪子具有极强的穿透能力，能贯穿上千米厚的致密地层，是一种天然的非破坏性基本粒子“探针”，可以对大型物体进行成像和无损检测。

缪子穿过物体时会损失能量，同时由于多重散射其运动方向也会发生变化——这两种效应决定了缪子的两种成像方式：透射成像和散射成像。

透射成像是通过测量缪子穿过物体后的能量变化来对其成像。透射成像只需在物体一侧放置探测器，因此适用于对大型物体的观测。散射成像是利用缪子穿透物体前后的角度差别来对其成像。相较于透射成像，散射成像可以重建缪子穿过物体前后的径迹，成像精度更高，成像时间更短。但散射成像探测器的空间布局限制了被观测物体的尺寸，因而通常用于对小尺寸物体成像。

近年来，许多科学家都致力于如何让缪子成像更好地为生产生活服务。

加拿大一个实验室将缪子成像技术用于寻找矿物。缪子能够穿透千米深的地层，进行地质断层成像。其过程为：用分散在地表或地面以下不同位置的发射装置发射能量波，再于恰当位置对能量波进行探测，通过软件技术对地层结构进行成像。即便是很深的地层，对缪子成像探测器来说也像半透明的玻璃一样，可以“看”得很清楚。

缪子与高原子序数的核相互作用明显，很容易用于识别较重的燃料核素。因此，将缪子成像技术用在核反应堆上，可对运行中的反应堆内部结构尤其是其中的燃料棒进行监视。2011年3月，日本福岛第一核电站发生特大核事故后，研究人员使用缪子成像方法，成功实现了对反应堆和熔化后的核燃料的成像监控和定位。

基于缪子成像技术研发的成套高精度设备，可以较为精确地对文物古迹进行安全的内部探测，助力文物古迹的考古与保护。2017年，多国科研机构组成的“扫描金字塔”计划，首次发现了世界最大金字塔“胡夫金字塔”内部存在巨大的内室空洞结构。

进入21世纪后，许多应用场景对缪子成像技术需求增加，其商业化进程也在不断加速。未来，缪子成像技术或将更加走近我们的生活，带来意想不到的变化。（■王明杰　　王　　畅　　安珺琦）

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