編者按

十年風雨路，凝心鑄輝煌。黨的十八大以來，原子能院作為國家核科技發(fā)展策源地和基礎性、前瞻性、先導性、工程性核科研綜合基地，始終肩負強核報國神圣使命，為中核集團“三位一體”奮斗目標實現(xiàn)提供重要支撐，為強化國家戰(zhàn)略科技力量、全面提升核工業(yè)核心競爭力奠定了堅實基礎。

為喜迎黨的二十大勝利召開，院官微開設“原子能院這十年”專欄，陸續(xù)推出系列文章，聚焦十年來原子能院在強化基礎研究、攻堅重點領域、突破關鍵技術、推動核技術應用等方面取得的突出成就，展現(xiàn)新時代四〇一人搶抓重大戰(zhàn)略機遇、勇攀科技高峰的創(chuàng)新風采。

2022年3月26日，一則《嫦娥五號最新月壤研究成果發(fā)布》的新聞先后登上央視《朝聞天下》《新聞直播間》《晚間新聞》等欄目，并被多家媒體、欄目轉載或報道約700篇次，入選了央視《中國輿論場》當周輿情最熱t(yī)op10，相關話題在新浪微博閱讀總量破200萬。這項廣受公眾關注的研究成果，正是由原子能院核物理研究所活化分析團隊發(fā)布。

自2020年12月17日我國嫦娥五號探測器攜帶1731克月球“土特產(chǎn)”成功返回地球，這些來之不易的珍貴月壤的研發(fā)進展情況，一直備受關注。這是人類40余年后再次采集月壤，也使中國成為繼美國、前蘇聯(lián)之后，第三個成功采集月球土壤的國家。時隔多年，嫦娥五號月壤樣品能夠帶來哪些新的發(fā)現(xiàn)？月球土壤的主要成分是什么？如何影響我們對月球的認識？隨著原子能院在月壤中測定出40多種化學元素含量等研發(fā)成果的發(fā)布，月壤背后的神秘面紗被逐步揭開。

基礎研究揭開月壤奧秘

探月是為了拓展人類知識的邊界，最大化地利用宇宙資源。嫦娥五號成功返回后，原子能院核物理研究所活化分析團隊依托核反應堆，對嫦娥五號月球土壤樣品進行中子活化分析研究，準確測定了月壤樣品中40多種元素的含量。中子活化分析到底是一種什么樣的技術，與月壤研究之間又有著怎樣的聯(lián)系呢？

中子活化分析設備

這種技術是一種高靈敏度、高精準度的核分析方法。通過反應堆產(chǎn)生的中子去轟擊待分析的樣品，中子和樣品發(fā)生核反應，會放出特征射線，就像人的指紋一樣具有獨特性。我國的中子活化分析工作始于20世紀60年代初，原子能院在20世紀70年代建立了以計算機、鍺探測器為基礎的反應堆中子活化分析，利用我國第一座重水反應堆、游泳池式反應堆和微型中子源反應堆，開展了大量的中子活化分析研究工作。

中子活化分析技術擁有一個巨大的優(yōu)點，就是它具有非破壞性。由于月壤樣品極為珍貴，對樣品進行非破壞性分析可以提高月壤的使用效率。而中子活化分析技術在不破壞月壤形態(tài)的情況下，不僅能夠準確判斷月壤含有哪些元素，還可以通過對每種元素所反映出的射線的測量，得知它的含量。

把核分析技術“發(fā)揚光大”

原子能院對月球樣品的研究可以追溯到40多年前。1978年，美國送給中國1克月壤樣品，原子能院活化分析團隊測定了該樣品中36種元素含量。而此次原子能院測定嫦娥五號月球樣品不僅化學元素的數(shù)量更多，而且元素含量也有差異，分析準確度有較大提高。其研發(fā)成果還發(fā)表在國際化學領域最具權威、最有影響力的期刊之一《美國化學會志》上，對于加深人類對月球演化的認識，以及我國后續(xù)對月球探測與資源開發(fā)和利用具有重要意義。

自中國探月工程實施以來，原子能院活化分析團隊一直積極準備月壤樣品的分析，先后對模擬月壤、月球隕石等進行活化分析實驗，針對定量過程中的鈾裂變干擾、快中子閾反應干擾、量值溯源和傳遞、質控等進行了多年實驗研究，為月壤分析積累了寶貴經(jīng)驗。

研究人員對月壤樣品進行中子活化分析

十年來，活化分析團隊每年都會參加國際原子能機構的樣品比對測試，參與美、日、歐等研制的參考標準物質以及我國巖石、土壤、生物等各種類型參考標準物質的中子活化分析元素定值。利用核分析技術，團隊對北京大氣顆粒物進行高準度分析和精細化源解析研究，參與完成“大氣重污染成因與治理攻關”和“大氣污染多組分在線源解析集成技術”國家重點研發(fā)計劃等項目，見證了北京PM2.5（大氣顆粒物）從年平均80微克/立方米，下降到2021年的33微克/立方米，空氣質量首次全面達標。這支有著悠久歷史的研究團隊曾多次獲得國家科技進步獎，在中子活化分析方法學等基礎研究領域取得諸多創(chuàng)新性成果，研究水平處于國際先進。

目前，原子能院已陸續(xù)在中國先進研究堆上建立瞬發(fā)伽馬活化分析系統(tǒng)、中子深度剖面分析系統(tǒng)等，這些新的中子活化分析技術已經(jīng)或即將為我國的新能源、考古、環(huán)境、地質、深空探測等不同領域，提供先進的分析手段。

2022年4月15日，原子能院獲得3個鉆取月壤樣品

2022年4月15日，我國探月與航天工程中心在京組織召開第四次嫦娥五號月球科研樣品借用申請評審會。經(jīng)專家委員會評審、探月與航天工程中心審核，11家科研機構獲得嫦娥五號月壤樣品。其中，原子能院共獲得3個嫦娥五號月壤樣品。這是原子能院繼對嫦娥五號表取樣品進行分析后，首次獲得珍貴的鉆取月壤樣品。活化分析團隊將繼續(xù)采用高精度的核分析方法，研究不同深度的嫦娥五號鉆取月壤多元素、同位素的特征及變化規(guī)律，為理解月球地質演化和宇宙射線、太陽風成分及影響，掌握月球資源儲量等提供重要的基礎數(shù)據(jù)。

為充分發(fā)揮核分析研究領域的綜合優(yōu)勢，2022年3月，原子能院核物理研究所依托反應堆、加速器、激光器等裝置，成立了月球樣品核分析研究中心，將更好地致力于用核科學實驗方法解決月球樣品分析及其重大科學問題。星河璀璨，求索無疆。身處新時代的原子能院活化分析團隊，將繼續(xù)發(fā)展好中子活化分析技術，為我國實現(xiàn)更大科技突破貢獻力量。