美國國家航空航天局(NASA)曾為火星探測計劃開發研制過XRF檢測儀,用于火星土壤樣本和礦石樣本的探測分析,以確定火星地質形成過程。曾先后搭載“勇氣號”和“機遇號”,成功地完成了對火星地質的考察。美國eXaminart公司應用NASA這項技術開發了一款專門用于文化遺產保護的μXRF分析和mapping測繪的便攜式μXPF掃描儀——microScanix。

圖1 圖源:NASA官方網站
microScanix以便攜性、高分辨率和高適用性為特征,既可以在實驗室中使用,又可以安裝在各類實地現場(如博物館、考古遺址、修復遺址等)。

圖2 高精度mapping掃描成像
microScanix掃描儀由一個微聚焦的x射線管與多毛細管結合,可以實現55μm空間分辨率的XRF數據采集,并通過高精度電動掃描平臺獲得不同元素組成的圖像信息。

圖3 元素組成圖示例
Jules Breton是法國19世紀具有現實主義傾向的畫家,以風景畫和農民生活畫而聞名。索邦大學應用microScanix研究了Jules Breton的畫作。

圖4 Jules Breton畫作
案例設置參數
X射線管設置在30 kV和100μA(3W)
200μm和0.5s/點
132秒/線(寬50毫米)
183線(高36.6毫米)
時間<7小時
15000cps在70mm2SDD

圖5 Jules Breton畫作元素組成圖
我國擁有悠久的歷史和豐富的文化內涵,文化遺產是其非常有力的實物見證,在這些文化遺產中,包含了大量的古代壁畫、繪畫等,具有極高的歷史、科學、藝術、社會和文化價值。但目前我國文化遺產保護正面臨著極大的挑戰:文物真實性、完整性原則難以保證。期待microScanix在我國的文化遺產保護工作中可以做出應有的貢獻。