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儀器儀表助力探測月球的秘密

發布時間:2021/5/28 17:14:13編輯:Ma Liang
已有1281人關注

       5月26日晚上,超級月亮恰逢月全食,一輪紅色的圓月點亮夏夜星空。如果沒有月亮,對地球最直接的影響就是潮汐現象的減弱。月亮與潮汐對地球的影響還不止于此,它們還是地球磁場的“守護者”。如果沒有月亮,地球磁場會大大減弱甚至消失,太陽風將“吹散”地球大氣,高能輻射也將直撲地表,生命將面臨滅頂之災。
 
  古往今來,我國對月球的探索從未停止。國家天文臺已建成月球樣品實驗室,用來研究月壤,那么想知道哪些科學儀器將擔起分析月壤的重任嗎?跟著小編的步伐來了解吧~
 
                                 
拉曼光譜儀——礦物鑒定小助手

 
  對于地質樣品來說,每一種礦物都有特定的拉曼光譜,它們的波峰很窄且不重疊,這樣就利于土壤或巖石樣品的礦物鑒定。通過測定巖石和土壤的拉曼光譜,可以準確地鑒定其中的主要礦物、次要礦物及微量礦物,確定它們的組份比例。
 
  月巖和月壤中的主要礦物為長石、輝石和橄欖石。這些礦物的拉曼光譜波峰狹窄且不重疊,適合于月巖和月壤的礦物組合分析。拉曼光譜儀可以探測巖石樣品中的長石礦物,結合其所占的比例,進而估算長石的組成含量,這是其他譜儀所不能做到的。該儀器還可以測試巖石和土壤中水的含量和各種含水礦物,這對尋找月球水資源起到了關鍵的作用。激光拉曼光譜儀的特點是對樣品處理要求很低、不破壞樣品、不影響其他探測技術的測試結果。現代激光技術的發展,完全可以制造一個小形、輕量、低能耗的激光拉曼光譜儀,安裝巖石和土壤在月球車上開展月球表面的勘探工作。
 
                           
電感耦合等離子體質譜儀——無損分析

 
  由于月壤樣品獲取困難,分析月壤首先考慮的是無損分析方法,例如利用顯微鏡觀察月壤顆粒的表面形態特征,利用光譜分析儀器、X射線分析儀器等對月壤中的礦物和化學組成進行定性和定量分析。此外還需要進行一些有損的化學成分分析,此時需要考慮盡量以更少的樣品用量獲得更多的有用信息。激光剝蝕電感耦合等離子體質譜技術、顯微激光拉曼光譜、納米離子探針技術等微量分析技術就是很好的選擇。
 
  與傳統無機分析技術相比,ICP-MS技術提供了檢出限、最寬的可測濃度范圍,具有干擾最少、分析精密度高、分析速度快以及可進行多元素同時測定等分析特性。該技術在礦物研究方面的應用有:礦物稀土、稀散以及痕量、超痕量元素分析;鉑族元素分析;溴、碘等非金屬元素的分析;同位素比值分析;激光剝蝕固體微區分析等。
 
                                                電子探針、
掃描電鏡 

  掃描電子顯微鏡是用細聚焦的高能電子束轟擊試樣表面,通過電子與試樣相互作用產生的二次電子,背閃射電子信息可對月壤中礦物質進行形貌觀察。
 
  電子探針可以對試樣中微小區域(微米級)的化學組成進行定性或定量分析。可以進行點、線掃描(得到層成分分布信息)、面掃描分析(得到成分面分布圖像)。還能全自動進行批量(預置9999測試點)定量分析。由于電子探針技術具有操作迅速簡便(相對復雜的化學分析方法而言)、實驗結果的解釋直截了當、分析過程不損壞樣品、測量準確度較高等優點,故在冶金、地質、電子材料、生物、醫學、考古以及其它領域中得到日益廣泛地應用,是礦物測試分析和樣品成分分析的重要工具。
 
  結語
 
  在太空探測領域,中國已經實現了較低的成本與豐碩的成果之間的平衡。中國探月的總投入并不大,但卻是第三個實現月球軟著陸的國家,成績令人矚目。對整個國產儀器行業來說,就是將國家的科研投入集中在幾個大型儀器企業,培養力量。打破了進口儀器的壟斷,中小儀器企業也會得到更多生存的空間。對儀器企業來說,就是將投入集中在關鍵技術上,先實現一方面的技術突破,形成自身的特色,提升市場競爭力。
 
  資金投入是儀器研發的前提,資金投入越多的確越可能出現好成績,但并不代表資金不足就沒有產出。國產儀器行業面臨的資金壓力很大,如何在這種情況下實現突破,是國家與整個行業都需要思考的問題。在探月工程中我們已經取得了成功,在儀器行業我們同樣也可以。

微信號:ayiwangapp17

(來源: 化工儀器網 )

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