表征是使專(zhuān)家能夠高度精確地檢驗(yàn)考古物件和藝術(shù)品的屬性并確定其年代、化學(xué)成分和來(lái)源的過(guò)程。該過(guò)程使用的并非單一的方法，而是采用不同類(lèi)型設(shè)備和輻射（包括X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)、中子和離子束）的多種核技術(shù)。

表征可使研究人員洞察物品產(chǎn)生的時(shí)間、地點(diǎn)和方式。它能為修復(fù)人員提供關(guān)于如何有效保護(hù)獨(dú)特的考古人工制品的寶貴信息。表征使專(zhuān)家能夠確定一件藝術(shù)品是真品還是贗品，并確認(rèn)它是否受到過(guò)非法藝術(shù)品交易的影響。使用表征還可能有助于揭示內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括人工制品中的裂縫、斷裂和瑕疵，即使它們是肉眼不可見(jiàn)的。

以下是對(duì)一些最常用于表征的核分析技術(shù)的概述。

X射線(xiàn)熒光分析是用于分析油畫(huà)作品、手稿、錢(qián)幣和陶瓷的元素構(gòu)成的一種方法?？茖W(xué)家將樣品暴露在X射線(xiàn)下，導(dǎo)致樣品中的化學(xué)元素釋放輻射。每個(gè)元素都有獨(dú)一無(wú)二的輻射，因此得以準(zhǔn)確確定藝術(shù)品的構(gòu)成。?

2010年，法國(guó)科學(xué)家用X射線(xiàn)熒光分析法研究了蒙娜麗莎，這是意大利藝術(shù)家列奧納多·達(dá)·芬奇16世紀(jì)的一幅杰作。研究人員分析了不同的油漆和釉層的構(gòu)成和厚度，并得以更好地了解了達(dá)·芬奇的“暈染”（sfumato）技法，這種精細(xì)的明暗處理創(chuàng)造了顏色之間的柔和過(guò)渡，使藝術(shù)作品看起來(lái)生動(dòng)逼真。

用于檢查材料化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的其他方法包括X射線(xiàn)衍射、中子活化分析和各種離子束方法，如質(zhì)子誘發(fā)X射線(xiàn)發(fā)射、質(zhì)子誘發(fā)γ射線(xiàn)發(fā)射或加速器質(zhì)譜測(cè)定法。利用核技術(shù)對(duì)其元素構(gòu)成進(jìn)行分析的藝術(shù)品包括：雕塑家Benvenuto Cellini的500年黃金雕像“薩利埃拉”（the Saliera），該雕像被盜后在奧地利的維也納森林中被找回；阿爾巴尼亞具有百年歷史的圣喬治肖像；以及可追溯至14至18世紀(jì)曾存在于當(dāng)今泰國(guó)的阿瑜陀耶王國(guó)的黃金和寶石人工制品。

科學(xué)家可以使用一種稱(chēng)為放射性碳測(cè)齡的方法，以查明有機(jī)材料的年代，其中包括由木材、棉花、紙張、皮革、羊毛、絲綢或骨頭制成的物品。所有生物體，如動(dòng)物或植物，都吸收碳。當(dāng)它們死亡時(shí)，碳-14，一種不穩(wěn)定的碳同位素，開(kāi)始以已知的速度衰減。專(zhuān)家們利用加速器質(zhì)譜測(cè)定法測(cè)量由有機(jī)材料制成的藝術(shù)品中碳-14的比例，以確定距其被創(chuàng)造以來(lái)已經(jīng)過(guò)了多少時(shí)間。因此，該技術(shù)有助于確定長(zhǎng)達(dá)五萬(wàn)年歷史的遺產(chǎn)物品的年代。?

2019年，法國(guó)專(zhuān)家應(yīng)用放射性碳測(cè)齡得以證明兩幅著名的油畫(huà)作品 — 一幅是印象派，一幅是點(diǎn)彩派 — 是偽造的。他們發(fā)現(xiàn)，這些畫(huà)布是在20世紀(jì)50年代以后制作的，而油畫(huà)作品據(jù)說(shuō)是在20世紀(jì)之交創(chuàng)作的。?

放射性碳測(cè)齡還被應(yīng)用于確定意大利“卡皮托林狼”銅像的年代；在克羅地亞海岸的亞得里亞海水域發(fā)現(xiàn)的“阿波基希歐梅諾”銅像；以及澳大利亞貢第杰馬若人生活區(qū)的古代水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)。

科學(xué)家們使用工業(yè)射線(xiàn)照相術(shù)，以分析文化遺產(chǎn)物品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和完整性。它們將X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)或中子穿透物品以觀察其內(nèi)部。當(dāng)輻射照射到曝光的膠片或放置在另一側(cè)的專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的數(shù)碼相機(jī)上時(shí)，它就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)隱藏的圖像，包括內(nèi)部缺陷或裂縫。??

此外，用X射線(xiàn)照射油畫(huà)作品往往有助于識(shí)別處于下方的繪畫(huà)。對(duì)畢加索的“老吉他手”— 該藝術(shù)家“藍(lán)色時(shí)期”最著名的作品之一 — 的X射線(xiàn)分析顯示，他重復(fù)使用了一塊舊畫(huà)布。顏料下面是他早先完成的兩幅作品：一個(gè)頭向前彎曲的老婦和一個(gè)身旁跪著孩子的年輕母親。

近期的另一個(gè)例子是英國(guó)對(duì)文森特·梵高的油畫(huà)作品“農(nóng)婦頭像”的分析，從中揭示了藝術(shù)家的隱藏自畫(huà)像。

長(zhǎng)期保護(hù)獨(dú)特且不可替代的歷史人工制品是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)椴划?dāng)?shù)膬?chǔ)存條件會(huì)導(dǎo)致滋生細(xì)菌，招致昆蟲(chóng)和其他動(dòng)物，或使得霉菌和其他真菌在人工制品的表面或內(nèi)部生長(zhǎng)，導(dǎo)致其惡化，甚至被完全破壞。電離輻射可以解決這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樵摲绞侥芟@種害蟲(chóng)。

為了對(duì)物品進(jìn)行消毒，專(zhuān)家們借助專(zhuān)用設(shè)備對(duì)其進(jìn)行輻照，如高能電子束加速器、X射線(xiàn)機(jī)或含有鈷60或銫137放射源的γ輻射加工設(shè)施。通常，在使用γ輻照設(shè)施時(shí)，人工制品會(huì)被帶到輻照室。該物品被暴露在電離輻射下，然后被帶回到外面，進(jìn)行消毒和去污。

對(duì)歷史人工制品進(jìn)行這種處理的一個(gè)著名例子是擁有3200年歷史的埃及法老拉美西斯二世之木乃伊。1977年，在法國(guó)的一個(gè)設(shè)施中通過(guò)γ輻照對(duì)其進(jìn)行了消毒，以消除昆蟲(chóng)和真菌。其他例子包括荷蘭和平宮圖書(shū)館的書(shū)籍、羅馬尼亞國(guó)家電影檔案館的電影卷軸、在西伯利亞永久凍土中發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)毛象寶寶以及羅馬尼亞圣邁克爾和圣加布里埃爾大天使教堂的木質(zhì)圣像壁。?

當(dāng)一種物質(zhì)被暴露在輻射下時(shí)，它所接收到的能量會(huì)在分子水平上改變其結(jié)構(gòu)。但不同的材料受到的影響是不同的，這取決于化學(xué)成分、材料中存在的化學(xué)鍵類(lèi)型、受照時(shí)間和強(qiáng)度。正確實(shí)施的處理方法，在破壞活體污染物和害蟲(chóng)的同時(shí)，不會(huì)對(duì)文化人工制品造成任何傷害。

修復(fù)人員使用的輻射劑量很小，最多不超過(guò)10千戈瑞，因此，文化遺產(chǎn)物品不會(huì)受到損害。它們?cè)谔幚砗蟛粫?huì)變得具有放射性，也不會(huì)對(duì)周?chē)娜诉M(jìn)行輻照。物品仍然和以前一樣，只是現(xiàn)在被消毒了。

傳統(tǒng)上，專(zhuān)家們使用化學(xué)和物理方法對(duì)文化和歷史物品進(jìn)行消毒。這些方法涉及使用有毒物質(zhì)或熱處理，因此可能對(duì)物品、修復(fù)人員或環(huán)境有害。這兩種方法都可能代價(jià)高昂。此外，如果處理未能觸及昆蟲(chóng)或蠕蟲(chóng)棲息的區(qū)域，兩者都不能保證完全根除害蟲(chóng)。

與傳統(tǒng)方法相比，應(yīng)用輻照技術(shù)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：該技術(shù)可在室溫下使用，不需要與物品進(jìn)行物理接觸，也不需要任何額外的物質(zhì)，而且不會(huì)留下痕跡或?qū)Ρ惶幚淼牟牧显斐扇魏螕p害。在嚴(yán)格的安全條件下，在保護(hù)良好的區(qū)域進(jìn)行輻射去污，可以將任何風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

輻照可以用來(lái)重新建立已惡化物品的化學(xué)鍵，從而幫助強(qiáng)化和穩(wěn)固人工制品。該方法涉及用液體樹(shù)脂浸泡物品或材料，然后將其暴露在輻射下，使其硬化和強(qiáng)化。

采用加固法，物品的外觀幾乎保持不變，但材料及其物理和化學(xué)性質(zhì)受到改變，變得更強(qiáng)、更密。

例如，2011年，輻照被應(yīng)用于一艘在法國(guó)阿爾勒的羅訥河中發(fā)現(xiàn)的一艘公元一世紀(jì)的羅馬木船。在發(fā)現(xiàn)之后，隨著船逐漸干燥，木材開(kāi)始碎裂。為了拯救這件古物，核保存研究院的專(zhuān)家們使用了加固技術(shù)：他們用一種可輻射固化的樹(shù)脂浸漬船舶的木材，并將其暴露在電離輻射下，使木材變硬，防止船舶解體。

• 原子能機(jī)構(gòu)的技術(shù)合作計(jì)劃通過(guò)培訓(xùn)班、技術(shù)會(huì)議、科學(xué)訪(fǎng)問(wèn)和進(jìn)修，為各國(guó)提供利用核技術(shù)以研究和保護(hù)文化遺產(chǎn)的能力建設(shè)。原子能機(jī)構(gòu)提供必要的設(shè)備和設(shè)施幫助世界各地的專(zhuān)家進(jìn)行研究并實(shí)施核干預(yù)措施。原子能機(jī)構(gòu)還通過(guò)提供統(tǒng)一的方法和標(biāo)準(zhǔn)化的程序來(lái)支持研究人員和修復(fù)人員。
• 原子能機(jī)構(gòu)組織關(guān)于利用核科學(xué)技術(shù)以研究和保護(hù)文化遺產(chǎn)的講習(xí)班、會(huì)議和特別活動(dòng)，促進(jìn)國(guó)際專(zhuān)家之間的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)交流。
• 原子能機(jī)構(gòu)促進(jìn)出版關(guān)于文化遺產(chǎn)保護(hù)的學(xué)術(shù)、研究和新聞材料。2011年出版的出版物《核技術(shù)用于文化遺產(chǎn)研究》全面介紹了用于分析、修復(fù)和保存歷史人工制品和藝術(shù)品的核技術(shù)及相關(guān)技術(shù)。出版于2017年的圖書(shū)《電離輻射用于有形文化遺產(chǎn)保護(hù)》提供了關(guān)于輻射消毒和加固的信息，并介紹了巴西、克羅地亞、法國(guó)、羅馬尼亞和突尼斯等國(guó)家用輻照處理的文物案例。
• 原子能機(jī)構(gòu)指定文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的協(xié)作中心。目前有四個(gè)這樣的中心，包括：法國(guó)的巴黎-薩克雷大學(xué)和核保存研究院；埃及的國(guó)家輻射研究和技術(shù)中心；以及澳大利亞的澳大利亞核科學(xué)和技術(shù)組織。
• 原子能機(jī)構(gòu)提供各種關(guān)于應(yīng)用核技術(shù)（如用于文化遺產(chǎn)和法醫(yī)科學(xué)的放射性碳測(cè)齡、用于考古物件和藝術(shù)品表征的X射線(xiàn)光譜測(cè)定技術(shù)以及工業(yè)輻照）的培訓(xùn)班和在線(xiàn)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。