使用核子技術揭示從古人工製品到斯洛維尼亞松露的秘密
2022年9月26日
Annie Engstroem, IAEA公眾資訊及溝通辦公室
IAEA第66屆大會舉辦期間的會外活動”使用核子技術揭開秘密”的參加人，賦予核子技術方法能被使用來調查歷史物件的組成與來源之概述。(照片：A. Vlasov/IAEA提供)
文生・梵谷(Vincent van Gogh)的”農婦的頭像(Head of a Peasant Woman)保藏於蘇格蘭國家畫廊(National Galleries of Scotland)，在分析該畫作時有一驚人的發現：有一梵谷的自畫像藏在膠水與紙板間。這個發現可能要感謝核子非破壞檢測(non-destructive testing, NDT)技術，它是涉及使用X射線去偵測物件的存在，以及量測幾乎所有型式材質內元素濃度的方法。
X射線螢光(X-ray fluorescence, XRF)是在今天(20220926)IAEA第66屆大會舉辦期間的一個會外活動”使用核子技術揭開秘密”的參加人所討論的幾種核子分析技術之一，以展示核子技術能揭開過去及現今的秘密。
參加人也聽到有關在不同領域的NDT應用性，從調查歷史物件的組成及來源，來揭開欺詐及證實畫作、食物與木材的真實性。
在文化遺產領域中，非破壞檢測技術允許研究人員在不損壞它們本身下，去評估物件的完整性與物理性質；它不像傳統化學分析方法，當處理歷史人工製品與其他有價值的或脆弱的物件，已對恢復者證明是有價值的。
“文化遺產人工製品包含在它們建物磚牆上的資訊只能被科學分析與檢視來解開” Matthew Grima說，他是馬爾他遺產診斷科學實驗室(Heritage Malta's Diagnostic Science Laboratories)的法醫科學家及經理：”它是如此的好也能以非破壞方法來面對它們，在沒有破壞物件本身下就能追溯其相關資訊”。
在大會活動中，參加人員了解到加速器相關技術，像離子射束分析(ion beam analysis, IBA)能被應用來決定如畫作文化遺產的組成。例如，它可能從一畫作底表面獲得分析資訊；此外，X射線螢光能譜數據也能從表面提供分析資訊。這些技術的結合透露對於暈塗法技巧，它係純陰影美術技巧由李奧納多.達文西(Leonardo da Vinci)而臻於完善，是用來在顏色與色調間產生軟性轉移，以包含蒙娜麗莎(Mona Lisa)微笑的幾幅文藝復興畫作，來達成接近現實的印象。
“這個案例顯示加速器與可攜式系統對於畫作及對更多一般的文化遺產材料，是基於核子互補技術” Lucile Beck說，他是法國替代能源及原子能委員會(French Alternative Energies and Atomic Energy Commission, CEA)在文化遺產方面的研究員。
使用 X光照射發現隱藏的繪畫(照片：Heritage Malta)
放射性碳定年法，是一個額外基於加速器的核子分析技術，曾藉由它檢視放射性同位素碳-14，去揭示人工製品有多老或某些曾發生某事件的大致年代，以被用來決定文化遺產物件年代。
其他加速器分析技術的傑出能力，是決定文化遺產的組成、結構與年代；反過來，亦能被用來確定它們的來源、商業路線及揭露偽造品。
參加人也洞察得到核子分析技術在其他領域的應用，如食物的可追蹤性與真實性。在這領域，使用穩定同物素分析能提供食物是否有摻假或替代品，以及證實食物產品的地理源頭。
指出核子技術在評估食物真實性的重要角色，特別地是那些具高價值標誌的聲明，斯洛維尼亞Josef Stefan研究院研究員Lidija Strojnik說：”食物欺詐是一件全球議題，因為它每年將影響到全球食物供應的10%，以及花費全球工業有300-400億美元。使用穩定同位素開啟了新的可能性去偵測食物供應鏈的欺詐，如食用農作物來源國標示不實，以及天然風味以較便宜合成配對物來摻假”。在斯洛維尼亞，欺詐的松露(世界最貴的食物)可透過同位素分析來確定。
所有參加的專家強調核子分析技術多才多藝的應用，藉由他們討論其廣泛的效應，甚至擴展到計算與監測環境議題。參加人也了解到同位素技術能用於追蹤木材的源頭及揭開非法原木紀錄來計算森林砍伐，以及揭露與預測大氣中溫室氣體來源。
IAEA上週曾提出一使用游離輻射技術，在發展與履行文化遺產保存的協作研究計畫(CRP)。