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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：2352

月壤就是月亮的土壤,。2020年12月2日,，嫦娥五號(hào)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(shí)59分,，載著月壤的嫦娥五號(hào)返回器經(jīng)過(guò)三十八萬(wàn)公里的飛行,，順利返回中國(guó)內(nèi)蒙古四子王旗著陸場(chǎng)，中國(guó)至此有了自己的公斤級(jí)的月壤了,。

迄今為止,，中國(guó)是世界第三個(gè)取得月壤的國(guó)家、取得月壤量第二多的國(guó)家,、四十多年來(lái)第一次取得月壤的國(guó)家,。可別小看這兩公斤的月壤,，它是從距地球38萬(wàn)公里遠(yuǎn)的月球上風(fēng)暴洋火山區(qū)上取得的,，價(jià)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(wàn)美元,，折合每克為221.2萬(wàn)美元,。以此推算，現(xiàn)在每克月壤的價(jià)值超過(guò)4000萬(wàn)美元,，是黃金價(jià)格的60萬(wàn)倍,。

去一趟月球不容易，為什么不多取點(diǎn)月壤呢,？俗話說(shuō)“千里不捎針”,。據(jù)探月工程三期副總設(shè)計(jì)師裴照宇介紹說(shuō)，以兩公斤作為取樣重量值,，設(shè)計(jì)嫦娥五號(hào)探測(cè)器的重量就達(dá)到了8.2噸,，如果增加取樣重量，探測(cè)器體積和重量會(huì)大幅增加,，超過(guò)火箭的運(yùn)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(hào)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(xiàng)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(guó)已經(jīng)成立了專門的實(shí)驗(yàn)室——中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)月球樣品實(shí)驗(yàn)室,，對(duì)月壤進(jìn)行保存和開(kāi)展系列分析。相信隨著對(duì)月壤研究的深入,，會(huì)有越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)加入到分析研究中,。

那么,，如何對(duì)月壤進(jìn)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(diǎn)設(shè)想，第一種設(shè)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(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)測(cè)量粒度和粒形兩種參數(shù)的特點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)粒度和粒形測(cè)量,。

第二種設(shè)想是通過(guò)對(duì)電鏡照片進(jìn)行圖像處理,，來(lái)得到月壤的粒度分布和粒形參數(shù)。這種設(shè)想是對(duì)分析其他項(xiàng)目的電鏡照片進(jìn)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(zhǔn)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(guò)“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(zhǎng)徑,、短徑、圓形度,、長(zhǎng)寬比,、凸凹度等都計(jì)算出來(lái)，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(méi)有元素周期表之外的新元素,？有沒(méi)有放射性？遇水膨脹,、團(tuán)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(jí)的,、微米級(jí)的還是納米級(jí)的？粒形是球形,、類球形,、棱角形、長(zhǎng)條形,、多孔形,、扁形,？顆粒帶正電荷還是帶負(fù)電荷？,。,。。所有這些神秘面紗,，不久將被科學(xué)家一一解開(kāi),。

百特儀器走向國(guó)際市場(chǎng)的初期，一位德國(guó)用戶對(duì)來(lái)自中過(guò)的激光粒度儀有質(zhì)疑,，百特德國(guó)代理商對(duì)他說(shuō)：“你認(rèn)為下一個(gè)登上月球的是哪個(gè)國(guó)家,？”那個(gè)用戶想了想說(shuō)：“是中國(guó)嗎？”德國(guó)代理商說(shuō)：“對(duì),，就是中國(guó),。我訪問(wèn)過(guò)百特，那是一家很技術(shù)專業(yè)管理正規(guī)的公司,?！爆F(xiàn)在，這家用戶已經(jīng)買了4臺(tái)Bettersize3000Plus,。這是中國(guó)登月成就在國(guó)際上產(chǎn)生的積極影響,，也是百特儀器走向世界時(shí)與中國(guó)月球探測(cè)工程的一個(gè)美麗的“邂逅”吧。