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月壤及其粒度粒形分析芻議

丹東百特 2020-12-18 | 閱讀：2619

月壤就是月亮的土壤。2020年12月2日,，嫦娥五號成功在月球挖取兩公斤樣品并安全送到返回器中。2020年12月17日1時59分,，載著月壤的嫦娥五號返回器經(jīng)過三十八萬公里的飛行,，順利返回中國內(nèi)蒙古四子王旗著陸場，中國至此有了自己的公斤級的月壤了,。

迄今為止,，中國是世界第三個取得月壤的國家、取得月壤量第二多的國家,、四十多年來第一次取得月壤的國家,。可別小看這兩公斤的月壤,，它是從距地球38萬公里遠的月球上風暴洋火山區(qū)上取得的,，價值連城。1993年,，大約0.2克的月壤樣品在蘇富比拍賣行拍出44.24萬美元,，折合每克為221.2萬美元。以此推算,，現(xiàn)在每克月壤的價值超過4000萬美元,，是黃金價格的60萬倍。

去一趟月球不容易,，為什么不多取點月壤呢,？俗話說“千里不捎針”。據(jù)探月工程三期副總設計師裴照宇介紹說,，以兩公斤作為取樣重量值,，設計嫦娥五號探測器的重量就達到了8.2噸，如果增加取樣重量,，探測器體積和重量會大幅增加,，超過火箭的運載能力，因此兩公斤是合理的取樣量,。前蘇聯(lián)三次取得月壤的量也只有326克,，嫦娥五號一次取得月壤的量是其6倍.

那么，月壤有什么用呢,？它是研究宇宙,、地球和月球成因,、年齡、環(huán)境等最直接物質(zhì),。分析項目包括成分,、成因、結(jié)構(gòu),、年齡,、水分、粒度,、粒形,、密度、帶電,、磁性,、孔隙、比表面積等等,。為此中國已經(jīng)成立了專門的實驗室——中國科學院國家天文臺月球樣品實驗室,，對月壤進行保存和開展系列分析。相信隨著對月壤研究的深入,，會有越來越多的研究機構(gòu)加入到分析研究中,。

那么，如何對月壤進行粒度和粒形分析呢,？做為局外人,，作為從事粒度粒形分析儀器制造和技術(shù)研究的專業(yè)廠家，我們提出兩點設想,，第一種設想是在百特Bettersize3000plus激光散射+顯微圖像二合一粒度粒形分析系統(tǒng)中設計一個容積為1毫升的超小型微量樣品池,，在盡量少地消耗樣品的前提下，利用這種既精密又能同時測量粒度和粒形兩種參數(shù)的特點,，同時實現(xiàn)粒度和粒形測量,。

第二種設想是通過對電鏡照片進行圖像處理，來得到月壤的粒度分布和粒形參數(shù),。這種設想是對分析其他項目的電鏡照片進行粒度和粒形分析,，不用另外消耗寶貴的月壤樣品，就能得到比較準確的粒度和粒形數(shù)據(jù),。具體做法是取50-100幅月壤電鏡照片,，通過“百特電鏡顆粒圖像分析系統(tǒng)”，將電鏡照片數(shù)字化,，把顆粒的直徑,、長徑、短徑、圓形度,、長寬比,、凸凹度等都計算出來，最后得出月壤顆粒的粒度分布和粒形參數(shù),。

地球巖土電鏡照片和粒度分布圖如下：

月壤巖土顆粒是什么樣子的呢？它含有哪些元素,？有沒有元素周期表之外的新元素,？有沒有放射性？遇水膨脹,、團聚還是崩解,？遇空氣變不變色？含不含水分,？自然狀態(tài)下的粒度是毫米級的,、微米級的還是納米級的？粒形是球形,、類球形,、棱角形、長條形,、多孔形,、扁形？顆粒帶正電荷還是帶負電荷,？,。。,。所有這些神秘面紗,，不久將被科學家一一解開。

百特儀器走向國際市場的初期,，一位德國用戶對來自中過的激光粒度儀有質(zhì)疑,，百特德國代理商對他說：“你認為下一個登上月球的是哪個國家？”那個用戶想了想說：“是中國嗎,？”德國代理商說：“對,，就是中國。我訪問過百特,，那是一家很技術(shù)專業(yè)管理正規(guī)的公司,。”現(xiàn)在,，這家用戶已經(jīng)買了4臺Bettersize3000Plus,。這是中國登月成就在國際上產(chǎn)生的積極影響，也是百特儀器走向世界時與中國月球探測工程的一個美麗的“邂逅”吧。