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军工航天新闻

月球土壤珍贵 可采用激光剥蚀技术进行微量分析

来源:科技日报2020-12-29我要评论(0)

12月17日凌晨,赴月“出差”23天的嫦娥五号返回器成功降落在内蒙古四子王旗,嫦娥五号“挖土”任务顺利完成。此次任务共带回约1731克月壤样品,之后,这些珍贵的月壤样...

12月17日凌晨,赴月“出差”23天的嫦娥五号返回器成功降落在内蒙古四子王旗,嫦娥五号“挖土”任务顺利完成。此次任务共带回约1731克月壤样品,之后,这些珍贵的月壤样品将进入科研领域,为人类了解月球、探索更遥远的深空提供重要参考。但是,嫦娥五号千辛万苦带回来的月壤样品为什么一定要保证“原汁原味”,又是怎样做到的?对待这些用一点少一点的样品,科学家们准备采取怎样的方式进行分析研究呢?为此科技日报记者采访了相关专家。


在采样、封装、运输、开舱、移交的整个过程中,如何保证此次嫦娥五号带回来的月壤样品不被污染是设计者们极为关注的问题,直接关系到后续的分析、研究工作能否顺利开展以及月壤样品分析的成果能否取信于人。


为了保存和处理好月壤样品,地面应用系统的科学家们想尽办法,建设了专门的存放设施和样品处理分析实验室,制定了详尽的操作规程,尽可能保证月壤样品不被污染,从而获得正确可信的科研成果。


所谓无损分析,即在不损害或不影响被检测对象内部组织的前提下,对被检测对象内部及表面的结构、状态等进行检查和测试的方法。“样品回来后根据正常程序,要经过一个无损—少损—有损的分析过程,以保证最大的科学产出。”中国地质大学(武汉)地球科学学院教授肖龙说。无损分析可以帮助研究者了解样品的基本情况。吉林大学地球探测科学与技术学院教授赵玉岩表示:“目前常见的无损分析比如X射线荧光光谱法,就是利用X射线光管发出的初级X射线激发样品中的原子,通过分析样品中不同元素产生的特征荧光X射线波长(或能量)和强度,获得样品中的元素组成与含量信息。”


为了节约样品,在不得不损害样品时,研究者也倾向于使用微量分析,在这种分析方法中,被测物质的许可量通常仅约为常量的百分之一,重量约为1—15毫克。“比如激光剥蚀电感耦合等离子体质谱技术,该技术是将激光束聚集于样品表面使之融蚀气化,并通过载气将样品微粒载入等离子体中电离,经质谱系统进行质量过滤,最后用接收器分别检测不同质荷比的离子。这种技术直接剥蚀固体样品,避免了试剂污染、样品分解不完全、易挥发元素丢失等问题,而且消除了水和酸造成的多原子离子干扰。此外,微量技术手段还包括纳米离子探针技术、显微激光拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱法等。”赵玉岩说,目前的分析技术已经开始向智能化、小型化、在线式及仪器联用方向发展,但针对月壤样品的珍贵性和特殊性,还需要进一步完善分析方法,提高相应仪器的灵敏度和分辨率,研发新技术新方法。


(本文有删节)

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