伦勃朗油画中的中子放射自显影检测研究

□ 克劳迪娅·劳伦兹—兰斯伯格（柏林国立博物馆柏林画廊科学保护专家）

伦勃朗油画中的中子放射自显影检测研究

□ 克劳迪娅·劳伦兹—兰斯伯格（柏林国立博物馆柏林画廊科学保护专家）

克劳迪娅·劳伦兹—兰斯伯格

我将在此通过分享伦勃朗作品的检测分析实例，介绍中子放射自显影检测技术在保存修复中的应用方法。

X射线摄影技术反映的是感光底片对放射光源发射出的X射线的吸收程度。使用中子放射自显影技术，并不需要放射光源透过研究对象，而是利用对象本身所产生的较低辐射率作为辐射物质进行的感光成像。

其基本原理是通过中子原子反应堆对油画进行人为干扰，将一个额外的中子整合到了原子核之内，中子在减速的过程中会与原子核形成碰撞，这样就在原子内部引入辐射活动。

图1所示是柏林研究所所使用反应器的反应堆模型，该反应堆会快速的产生中子，在此工作环境中就可以进行快速中子实验。

快速中子实验是在经过冷源进行冷却的反应器中产生的，反应器的底端是中子导管，油画被安置在中子导管的底部。中子通过白色的视窗经过油画和原子核发生碰撞。产生的结果如下：锰元素原子核质量是55，中子进入原子核里面会产生放射性的同位素56，会产生β粒子和其他中子，这些中子使得底胶膜变黑。∑射线只有镁元素的同位素才能产生，与其他同位素的波长不同，∑辐射就可以通过一个侦查器被测量出来，根据光谱可以证明这种放射源于何种同位素。

在这份表格中（图2）我们可以看到，17世纪时所使用的颜料可以通过这种方法让它在感光底片上变得可视，尤其可以得知重要元素和其同位素的半衰期。但是，并不是所有的颜料成分都可以在底片上显现出来，因为成像顺序的不同，某些在油画中广泛使用的颜料会使底片变黑，无法显现；针对这种情况，我们选择成像板进行成像，其与感光胶片原理相同，但以快于10倍的速度进行反应，使得这种情况得以改善。

图1　柏林研究所快速中子反应堆模型　

图2　颜料对应元素及其同位素半衰期示意表

通过图3来进一步证明颜料中元素在胶片上的成像顺序不同，褐色的代表的是锰，辐射活动最高，半衰期是2.6小时，因此在曝光两个小时之内就可以被读出；铜的半衰期是12.8小时，2个小时内物质会放射整个放射程的1/8；第三个胶片曝光用了3天时间，可以根据胶片变黑的速度、变快的程度和面积判断出该物质是砷；4周之后才显示变黑，可以判断出跟磷、汞直接相关的同位素物质；运用胶片曝光成像板上对于X射线的敏感度可以看出，它以比自动照相术快10倍的速度判断出了钴，极大地提高了效率。也就是说，可以通过胶片变黑的速度判断所含有的物质成分。对于油画上的小部位进行定位光谱检测，在短时间内可以得到有用的数据，这就是柏林国家美术馆团队定义的检测方法。

图3　作品所含元素半衰期示意图

图4　伦勃朗作品X射线透视图

图5　伦勃朗作品中子放射自显影成像

30年前的说法认为荷兰开展的伦勃朗研究项目的贡献是最大的。他们也曾经研究过柏林德国国家博物馆馆藏《戴着金色头盔的男人》这幅作品，然而通过柏林国家美术馆团队对这幅作品进行中子自动照相术的分析，我们重新从荷兰的手中夺回了对作品进行检测研究的权利。

通过中子放射自显影技术，我们可以得知作品的作者到底是不是伦勃朗。当时对这幅画作的作者到底是谁存在众多争议，我们首先对笔触和笔锋进行了研究分析，注意到笔触和笔锋非常犹豫、缓慢，与伦勃朗的脾气秉性不相符。然后根据光检测和色粉检测发现该作品未使用过色粉，与伦勃朗在作品中使用大量的色粉和深颜色的颜料不相符；因此断定此画不是伦勃朗的作品。

伦勃朗在1650年开始就在作品中加入一些白色的色粉，几乎所有背景都是运用古黑灰和色粉结合的颜料打底，比如我们对伦勃朗另一幅最有名的作品通过中子放射自显影技术分析，了解创作过程中一层一层的颜色是如何被画上和去掉的，并且可以检测到其背景颜色使用了色粉和古黑灰，比较起《戴着金色头盔的男人》来说，可以断定这幅作品才是伦勃朗的真迹。

这件是伦勃朗1660年的作品（图4）。自动照相术同样给我们提供了很好的可视效果。伦勃朗首先绘制了背景，并且可以看出故意把前景留白。第三张、第四张胶片再次显示了他特别喜欢使用的炭笔加色粉。相比最初的草图绘制，我们可以看到伦勃朗在后期上色的时候根据画面的需要对构图进行了调整。自动照相术可以总结出各层的辐射情况，包括经过再次加工绘制的绘画层。如此，每一层面就像一张透明醋酸纤维纸一样相互叠加在了一起。

1627年，伦勃朗21岁，住在荷兰的莱顿，创作了早期作品《妇人的预言》。应用于这件作品的自动照相术向我们展示了不同的绘画技法出现在同一幅作品中，而且作品又被不断的再创作，融入了新的绘画技法的有趣现象；同时也展示出伦勃朗使用的以单色点作为结构线创作草稿而后填色的创作方法。

这幅作品中（图6、图7），我们可以看出马的比例有一些失调，相对于头部和眼睛，马身的比例显得比较小。通过自动照相术检测出马的头部上面并没有用伦勃朗常用的颜料。经过进一步分析发现，作品上的植物是经过刮擦和覆盖的，天空的画法也使用了这种技法形成了与众不同的蓝色层次。自动照相术也向我们展示人物的裙子是通过把含铜的蓝色颜料加黑色颜料所产生的，而观察裙子颜料剥落之处的颜色变化发现，这幅作品是经过很长时间才创作完成的。经过对以上马的大小比例和颜色变化的研究得出这幅作品是伦勃朗经过了很长一段时间的休笔之后，才又在作品上重新绘制出来的，完成这幅作品历经了很长时间，画家有意识地改变画面物体比例和色调，使得这幅作品传达的情境和情节更加突出。

图6　伦勃朗作品《妇人的预言》

图7　伦勃朗作品局部示意

其实，伦勃朗大部分的画作都可以通过自动照相术读出当时的故事。中子放射自显影技术向我们表明画作一层层之间的历史，可以进一步了解和揣测艺术家的创作意图。这是柏林国立博物馆对于这七十多幅伦勃朗作品的分析总结得出的结论。

（周晓路根据研讨会速记稿整理，未经作者本人审阅）