編者按：

在蘭高校，是蘭州擁有的寶貴的科技和智力財富，也是在強省會行動中必所依托的創(chuàng)新高地。多年來，在蘭各高校為全省乃至全國培養(yǎng)了一代又一代建設人才的同時，關注科技發(fā)展最新領域，在推動科研成果落地轉化、服務地方經(jīng)濟發(fā)展方面取得了一系列成果。即日起，本報推出系列報道，聚焦在蘭各高校的科研力量優(yōu)勢及科技創(chuàng)新成果。

給西安的古城墻做一個健康“CT”體檢，給天水的麥積山石窟和山西的云岡石窟做一個全身“健康”監(jiān)測……這些事情在我們普通人看來有些不可思議，但卻是蘭州大學繆子研究團隊已經(jīng)做了或正在做的事情。

如何對大型目標物進行內(nèi)部探測？新型、環(huán)保、安全的宇宙射線繆子成像技術提供了一種全新解決方案。經(jīng)過長期積累與研究，蘭州大學教育部稀有同位素前沿科學中心、國家核產(chǎn)業(yè)研究院劉志毅教授團隊通過多學科的交叉合作，成功研發(fā)出宇宙射線繆子CORMIS成像系統(tǒng)，先后實施了國內(nèi)首次文保應用、亞洲首次礦藏勘探應用等，為有效解決大型目標物的深內(nèi)部成像難題提供了重要技術支撐。

給古城墻做“CT” 勘探金礦礦藏

繆子成像技術應用前景廣闊

宇宙射線繆子存在于自然界，能量高、穿透性強，是一種天然的非破壞性基本粒子“探針”。2020年，蘭州大學核科學與技術學院、稀有同位素前沿科學中心團隊成功研發(fā)國內(nèi)首套基于三棱柱塑料閃爍體的宇宙射線繆子成像系統(tǒng)，并順利完成專家驗收。

2021年，蘭州大學核科學與技術學院劉志毅教授帶領團隊赴古都西安，專程為西安古城墻做了一次基于宇宙射線繆子的健康“CT”體檢。這是國內(nèi)首次實施的繆子成像技術對大型文物古跡的實驗研究，研究成果對大型文物古跡考古與保護、助力中華文明探源工程具有重要意義。

2024年，基于天然射線繆子成像技術，針對礦山勘探的特殊環(huán)境，該團隊進行探測設備的改造升級，在甘肅省甘南藏族自治州早子溝金礦進行了現(xiàn)場實測，為我國的礦藏勘查及地質(zhì)結構成像提供了新思路。

近日，該團隊正緊鑼密鼓地同麥積山石窟、云岡石窟合作，為大型文物古跡做“健康”監(jiān)測。據(jù)了解，團隊現(xiàn)有6套自主研發(fā)的國產(chǎn)化的繆子成像系統(tǒng)，其中2套目前正在山西云岡石窟采集探測數(shù)據(jù)，另外4套正在對甘肅天水麥積山石窟實施探測實驗。

“天然射線繆子成像技術是一種新型、綠色、無損的探測技術?！眻F隊骨干劉軍濤副教授介紹道，繆子成像技術就像利用X射線掃描人的身體，通過透視人體從而成像一樣。山體、建筑物、歷史遺跡等大型物體的內(nèi)部結構成像，用的也是這一原理。在常規(guī)物探方法中，或需要對目標物進行破壞勘探，或很難穿透目標物，或精度不夠，讓大型目標物內(nèi)部探測成為一個困擾多年的難題。如何解決上述問題，新型、環(huán)保、安全的宇宙射線繆子成像技術提供了一種全新解決方案。

與不斷發(fā)展的成像技術相輔相成的，是持續(xù)更新的應用場景。談及繆子成像技術還可能應用到哪些領域，劉軍濤胸有成竹地告訴記者，繆子成像技術除了可以應用到大型文物古跡監(jiān)測之外，還可以應用到邊境安全和貨物檢查、火山監(jiān)測、礦物、地質(zhì)結構的探測，還有其他的一些可能性，團隊正在不斷進行研究拓展。

國內(nèi)領先 國際并跑

蘭大獨門絕技填補國際空白

“繆子技術在國內(nèi)外這些年都屬于前沿技術，尤其是2017年，埃及、法國、日本科學家對金字塔做了繆子成像，將繆子成像技術重新推上了新的發(fā)展熱潮。在國外，有些國家和地區(qū)已經(jīng)在這些方面取得一些重要成果，繆子技術展現(xiàn)出很大的潛力和優(yōu)勢。國內(nèi)相對起步晚一些，目前很多學者、高校還有科研院所也在不斷投入力量，這幾年發(fā)展得也比較快。對我們來講，應該是與國際上第一梯隊并跑的水準。在國內(nèi)，我們團隊能夠真正把繆子成像系統(tǒng)從實驗室測試階段走向實際應用，把它真正地做到具備量產(chǎn)、具備產(chǎn)業(yè)化的程度?！闭劶皥F隊目前取得的成就，劉軍濤喜不自勝。

從儀器組裝所需要的材料等硬件到算法系統(tǒng)軟件，蘭州大學核技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化團隊都致力于將其本土化?！爸袊卮笪锊?，有很多領域都可以應用到繆子技術，硬件的自主化研發(fā)顯得尤其重要，從2019年起，我們團隊就下定決心要把繆子系統(tǒng)做出來，要在國內(nèi)解決一些勘測探測難題。”劉軍濤說，與國內(nèi)一些兄弟院校、生產(chǎn)配件的企業(yè)合作，不僅讓天然射線繆子成像技術應用到更多現(xiàn)實場景中成為可能，也解決了該探測系統(tǒng)的國產(chǎn)化問題，大幅度降低了成本，現(xiàn)在這項技術的國產(chǎn)化率已經(jīng)達到了95%左右。

另外，團隊還提出了一種簡便有效的高海拔繆子測量數(shù)據(jù)修正方法，大大降低了海拔對成像精度的影響?！拔覀兊奶降V實驗點是在海拔3000米左右的高原上，這一方面可以說是填補了相關領域的空白?！眲⒅疽阏f。

加強產(chǎn)學研合作

希望繆子成像技術落地蘭州

時間回到2019年，那是劉軍濤來到蘭州大學的一年。

初來蘭州，對于在青島長大的劉軍濤來說最難適應的就是氣候干燥，嘴唇周圍經(jīng)常會有一層干干的皮。五年過去，劉軍濤愛上了這座豪爽熱情的城市，也在這里安了家，蘭州成了劉軍濤的第二故鄉(xiāng)。

“蘭州大學是一個非常好的平臺，回想這五年時間自己在事業(yè)上取得的成就，如果沒有來到蘭州大學，在別處可能要花更多的時間，才能達到現(xiàn)在做的一些研究工作的高度?！眲④姖f。

科研工作最終要服務于國家社會。劉軍濤表示，學校有很強的基礎研究以及前期攻關能力，轉化應用之后可以解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的技術難題，繆子成像技術前期試驗基本完善了，目前正在和政府、在蘭企業(yè)積極聯(lián)系，希望將科技成果落地蘭州，包括一些應用場景的拓展、批量的生產(chǎn)。我們也可以引進人才，從國外還有其他一些高水平大學引進科學家加入到團隊，為團隊、為地方提供新的科研技術力量。

蘭州日報社全媒體記者 劉寶麗

責任編輯：王旭偉