7月16日,中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院(以下簡稱“核地研院”)在北京舉辦嫦娥五號首批月球樣品科研工作啟動會。據(jù)該院月球樣品研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李子穎介紹,由核地研院申報(bào)的“嫦娥五號月球樣品聚變核能元素研究”項(xiàng)目已通過月球樣品專家委員會評審,根據(jù)審批結(jié)果,該院于7月12日成功獲得50mg月壤樣品。
據(jù)介紹,“嫦娥五號月球樣品聚變核能元素研究”將聚焦裂變聚變核能元素鈾釷和氦氫在月巖中的豐度、分布及存在形式、富集機(jī)理、形成的時間及其載體巖石礦物的組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征和成因等,為未來核能元素開發(fā)利用提供依據(jù),也為月球地質(zhì)構(gòu)造作用、巖漿作用和碰撞作用及演化等提供支撐。
中國科學(xué)院院士、探月工程首任首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)此前曾提出,開展月壤與月巖樣品的物質(zhì)成分與核科學(xué)研究,實(shí)現(xiàn)月球核能資源利用前景評估,是我國探月工程的科學(xué)戰(zhàn)略目標(biāo)之一。據(jù)了解,月球核能資源主要包括以鈾、釷為主的裂變核能元素,以及以氦-3為主的聚變核能元素。
公開資料顯示,月球具有低的重力場、稀微的大氣圈等特征,且靠近地球,為人類提供了一種既有挑戰(zhàn)性也有可能性的資源開發(fā)環(huán)境,這些資源可在地球和太空中使用。因此,開展核能裂變和聚變元素資源評價研究可為未來地球應(yīng)用和星際開拓提供參考和支撐。
另外,聚變核能元素氦、氫被太陽風(fēng)灌入月壤顆粒表面,在月壤中普遍存在,而月壤對這些元素的保存能力與月壤成熟度、顆粒大小、月壤所在區(qū)基巖成分等因素密切相關(guān)。因此,闡明聚變核能元素氦、氫等的分布和富集特征意義非常重大,可為未來進(jìn)一步開發(fā)利用聚變核能元素奠定基礎(chǔ)。其中,氦-3是可控的核聚變材料,與氘、氚等聚變材料相比,其聚變過程中不產(chǎn)生中子,屬于未來潔凈能源。月壤中氦-3豐度達(dá)到地殼豐度的40多萬倍。
月球研究是重要的基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究,月球樣品申請?jiān)u審標(biāo)準(zhǔn),除了要評估擬研究問題的重要科學(xué)意義和研究方案可行性等內(nèi)容外,樣品研究承擔(dān)單位的研究基礎(chǔ)、科研能力、測試條件和人才隊(duì)伍也是重要的評估條件。由于月球樣品的特殊性與珍貴性,與地球樣品研究相比,月球樣品研究需要更先進(jìn)的分析測試方法,同時對科研人員的綜合科研能力提出了更高要求。
據(jù)李子穎介紹,作為國內(nèi)唯一以放射性地質(zhì)研究為主的綜合性科研單位、全國核地質(zhì)科學(xué)研究中心,從嫦娥五號月球探測器發(fā)射成功開始,核地研院便緊密跟蹤月球科學(xué)研究進(jìn)展、充分凝練重大科學(xué)問題,同時積極組建月球樣品檢測實(shí)驗(yàn)室、籌建月球科研團(tuán)隊(duì),提交月球樣品研究申請,為開展月球樣品研究做好了充足準(zhǔn)備。7月12日,國家航天局探月與航天工程中心在北京舉行嫦娥五號任務(wù)第一批月球科研樣品發(fā)放儀式,我國月球樣品自主科學(xué)研究工作正式啟動,包括核地研院在內(nèi)的13家科研機(jī)構(gòu),獲批成為首批開展月球科研樣品研究的單位。
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探月工程是《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》明確提出的十六個國家重大科技專項(xiàng)之一,從2007年嫦娥一號發(fā)射成功,到2020年12月17日嫦娥五號返回器攜帶1731克月球樣品著陸地球,我國成為全球第三個從月球成功采集樣品的國家,采集樣品重量僅次于美國。開展月球樣品科學(xué)研究是實(shí)施探月工程的主要目標(biāo)任務(wù)之一,也是國家“深空”探測戰(zhàn)略的重要組成部分。