在兰高校科技成果转化服务地方系列报道之一兰大缪子成像技术强势引领行业发展

编者按：

在兰高校，是兰州拥有的宝贵的科技和智力财富，也是在强省会行动中必所依托的创新高地。多年来，在兰各高校为全省乃至全国培养了一代又一代建设人才的同时，关注科技发展最新领域，在推动科研成果落地转化、服务地方经济发展方面取得了一系列成果。即日起，本报推出系列报道，聚焦在兰各高校的科研力量优势及科技创新成果。

给西安的古城墙做一个健康“CT”体检，给天水的麦积山石窟和山西的云冈石窟做一个全身“健康”监测……这些事情在我们普通人看来有些不可思议，但却是兰州大学缪子研究团队已经做了或正在做的事情。

如何对大型目标物进行内部探测？新型、环保、安全的宇宙射线缪子成像技术提供了一种全新解决方案。经过长期积累与研究，兰州大学教育部稀有同位素前沿科学中心、国家核产业研究院刘志毅教授团队通过多学科的交叉合作，成功研发出宇宙射线缪子CORMIS成像系统，先后实施了国内首次文保应用、亚洲首次矿藏勘探应用等，为有效解决大型目标物的深内部成像难题提供了重要技术支撑。

给古城墙做“CT” 勘探金矿矿藏

缪子成像技术应用前景广阔

宇宙射线缪子存在于自然界，能量高、穿透性强，是一种天然的非破坏性基本粒子“探针”。2020年，兰州大学核科学与技术学院、稀有同位素前沿科学中心团队成功研发国内首套基于三棱柱塑料闪烁体的宇宙射线缪子成像系统，并顺利完成专家验收。

2021年，兰州大学核科学与技术学院刘志毅教授带领团队赴古都西安，专程为西安古城墙做了一次基于宇宙射线缪子的健康“CT”体检。这是国内首次实施的缪子成像技术对大型文物古迹的实验研究，研究成果对大型文物古迹考古与保护、助力中华文明探源工程具有重要意义。

2024年，基于天然射线缪子成像技术，针对矿山勘探的特殊环境，该团队进行探测设备的改造升级，在甘肃省甘南藏族自治州早子沟金矿进行了现场实测，为我国的矿藏勘查及地质结构成像提供了新思路。

近日，该团队正紧锣密鼓地同麦积山石窟、云冈石窟合作，为大型文物古迹做“健康”监测。据了解，团队现有6套自主研发的国产化的缪子成像系统，其中2套目前正在山西云冈石窟采集探测数据，另外4套正在对甘肃天水麦积山石窟实施探测实验。

“天然射线缪子成像技术是一种新型、绿色、无损的探测技术。”团队骨干刘军涛副教授介绍道，缪子成像技术就像利用X射线扫描人的身体，通过透视人体从而成像一样。山体、建筑物、历史遗迹等大型物体的内部结构成像，用的也是这一原理。在常规物探方法中，或需要对目标物进行破坏勘探，或很难穿透目标物，或精度不够，让大型目标物内部探测成为一个困扰多年的难题。如何解决上述问题，新型、环保、安全的宇宙射线缪子成像技术提供了一种全新解决方案。

与不断发展的成像技术相辅相成的，是持续更新的应用场景。谈及缪子成像技术还可能应用到哪些领域，刘军涛胸有成竹地告诉记者，缪子成像技术除了可以应用到大型文物古迹监测之外，还可以应用到边境安全和货物检查、火山监测、矿物、地质结构的探测，还有其他的一些可能性，团队正在不断进行研究拓展。

国内领先 国际并跑

兰大独门绝技填补国际空白

“缪子技术在国内外这些年都属于前沿技术，尤其是2017年，埃及、法国、日本科学家对金字塔做了缪子成像，将缪子成像技术重新推上了新的发展热潮。在国外，有些国家和地区已经在这些方面取得一些重要成果，缪子技术展现出很大的潜力和优势。国内相对起步晚一些，目前很多学者、高校还有科研院所也在不断投入力量，这几年发展得也比较快。对我们来讲，应该是与国际上第一梯队并跑的水准。在国内，我们团队能够真正把缪子成像系统从实验室测试阶段走向实际应用，把它真正地做到具备量产、具备产业化的程度。”谈及团队目前取得的成就，刘军涛喜不自胜。

从仪器组装所需要的材料等硬件到算法系统软件，兰州大学核技术创新与产业化团队都致力于将其本土化。“中国地大物博，有很多领域都可以应用到缪子技术，硬件的自主化研发显得尤其重要，从2019年起，我们团队就下定决心要把缪子系统做出来，要在国内解决一些勘测探测难题。”刘军涛说，与国内一些兄弟院校、生产配件的企业合作，不仅让天然射线缪子成像技术应用到更多现实场景中成为可能，也解决了该探测系统的国产化问题，大幅度降低了成本，现在这项技术的国产化率已经达到了95%左右。

另外，团队还提出了一种简便有效的高海拔缪子测量数据修正方法，大大降低了海拔对成像精度的影响。“我们的探矿实验点是在海拔3000米左右的高原上，这一方面可以说是填补了相关领域的空白。”刘志毅说。

加强产学研合作

希望缪子成像技术落地兰州

时间回到2019年，那是刘军涛来到兰州大学的一年。

初来兰州，对于在青岛长大的刘军涛来说最难适应的就是气候干燥，嘴唇周围经常会有一层干干的皮。五年过去，刘军涛爱上了这座豪爽热情的城市，也在这里安了家，兰州成了刘军涛的第二故乡。

“兰州大学是一个非常好的平台，回想这五年时间自己在事业上取得的成就，如果没有来到兰州大学，在别处可能要花更多的时间，才能达到现在做的一些研究工作的高度。”刘军涛说。

科研工作最终要服务于国家社会。刘军涛表示，学校有很强的基础研究以及前期攻关能力，转化应用之后可以解决产业发展中的技术难题，缪子成像技术前期试验基本完善了，目前正在和政府、在兰企业积极联系，希望将科技成果落地兰州，包括一些应用场景的拓展、批量的生产。我们也可以引进人才，从国外还有其他一些高水平大学引进科学家加入到团队，为团队、为地方提供新的科研技术力量。

兰州日报社全媒体记者 刘宝丽

责任编辑：王旭伟

来源： 兰州日报