封面图展示了中子CT成像片层及三维渲染结果。受访者供图

近日，中国科学院高能物理研究所研究员陈洁团队联合故宫博物院研究馆员雷勇团队、扬州博物馆副馆长王子尧团队，依托中国散裂中子源的能量分辨成像谱仪，采用中子三维成像技术，对一件腐蚀严重的汉代铁质书刀实现无损表征，精准解析了其内部结构与腐蚀程度，系统揭示了汉代铁质书刀的制作工艺与保存现状。相关成果以封面论文形式发表于《应用结晶学杂志》。

本次研究的汉代铁质书刀，由于长期埋藏于地下，已发生严重矿化，形成了由铁基体、致密锈蚀层、刀鞘等有机残留物及土壤附着物构成的复杂复合体。中子穿透能力强，同时对氢、锂、硼等轻元素具有极高的灵敏度。汉代铁质书刀的铁腐蚀产物中含有氢元素，中子能够清晰区分锈蚀区域与完好铁基体，实现对腐蚀细节的精准识别。

研究团队通过中子三维成像技术，清晰识别出刀体锈蚀区域的空间分布与严重程度，成功分割并可视化呈现出刃部微观裂纹的复杂网络。这一发现为判断文物是否发生脆化、制定科学的加固保护方案提供了关键依据。同时，研究团队精准测量了刃部加固结构的几何特征，为推断汉代铁器的制作工艺及器物的后续修复与保护提供了宝贵的科学数据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1107/S1600576726000981

（原载于《中国科学报》 2026-05-06 第4版 综合）