2020年11月24日4時30分“嫦娥五號”成功發射!“嫦五”探月將在月球表面通過鉆取和表取兩種采樣方式采集約2千克月壤后返回地球,仰望星空,“月球挖土人”嫦娥五號已帶回月亮之上的寶藏。于中華民族,這將是中國首次實現月球無人采樣返回;于人類歷史,這是時隔44年后,地球人類再次獲得難以估價的月壤樣本。
月壤為何如此珍貴?
月壤為何如此珍貴?381.7千克、330克、1克,3個數據背后的故事足以讓您聯想到它的價值!1969年7月至1972年12月,美國實施了7次載人登月任務,6次成功,12名航天員登上月球,帶回珍貴的月壤和月巖樣品約381.7千克。1970年代,蘇聯通過“月球16號、20號、24號”三個無人探測器取回共330克珍貴的月壤。1978年中美即將建交,美國國家安全事務顧問布熱津斯基訪華時為了示好,向中國贈送了1克月巖。就是這么一小點,還要分成兩半,一半收藏在北京天文館,一半用來研究。
月壤元素分析常用的技術手段
嫦娥五號帶著月球“土特產”返回地球,對月球化學的研究是探討月球起源與演化歷史的基礎,是了解月球物質成分和月球礦產資源開發利用前景的依據。月球化學的研究技術手段有哪些?伴著這份好奇與神秘,小編帶您了解月壤元素分析的常用技術手段:
快速無損成分分析—X射線熒光光譜儀(EDXRF和WDXRF)
針對月壤樣品稀有性特點,作為非破壞性元素分析技術,X射線熒光光譜儀此刻優勢凸顯。X射線照射在樣品表面,激發產生熒光X射線,即可實現月壤元素定性、定量和表面薄層分析。雖然地球土壤和月壤會存在一定程度的差異,作為地球土壤、巖石、礦物分析大量使用且技術成熟的分析設備,X射線熒光光譜儀可作為月壤首選的元素分析設備。
島津XRF-1800
島津EDX-8100
精確痕微元素定量—ICP-OES和ICP-MS
月壤樣品經硝酸、鹽酸和氫氟酸等混合酸消解為水溶液后,樣品中的元素在最高至10000K的高溫等離子體(ICP)中原子化、離子化,檢測元素發射的特征波長或質荷比(m/z),即可對元素進行定性、定量分析,實現微量和痕量級別的分析。電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)還可以實現月壤中同位素檢測,揭示月壤地質元素同位素豐度的時空差異;連接上激光燒蝕設備(LA),LA-ICP-MS還可實現月壤成像和原位分析。
島津ICPE-9800系列
島津ICPMS-2030系列
探究分析礦物相種類—X射線衍射儀(XRD)
XRF、ICP-OES和ICP-MS等儀器可以分析出月壤的元素組成,但元素的賦存狀態及樣品中化合物的信息卻難以獲知。X射線衍射儀(XRD)可實現礦物相的定性、定量和晶粒尺寸等物理量的分析測定,將礦物相種類、含量和物質晶體結構通通告訴您。
島津X射線衍射儀(XRD)
直擊微區形貌觀察—電子探針X射線顯微分析儀(EPMA)
電子探針作為顯微形態觀察及微區成分分析最有效的測試手段之一,可實現月壤、月巖微區的形貌觀察及成分分析。島津電子探針完美地解決了微區中超輕元素的測試難題,對于研究礦物成因解釋、礦物共生關系和演化歷史、資源評價以及新礦物的發現等微觀機理研究提供有力數據支撐。
島津電子探針X射線顯微分析儀(EPMA)
探索未知,我們用科技還原真實!月壤分析研究當然不局限于以上分析儀器,從嫦娥升空奔月、落地勘探、月壤采集到返回地球,全過程使用了許多科學儀器,幫助人類了解、探索月球和太空的規律。翹首“嫦娥”攜帶月壤回家的日子,多種儀器都在等待,月亮之上和我們的地球家園到底有哪些相似與不同,多少蘊藏的秘密正等待被揭開。
(責任編輯:金利儀器d)