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月球，自太陽系形成之初就記錄著宇宙的諸多奧秘，不僅承載著億萬年的自然歷史，更是宇宙事件如超新星爆發(fā)的見證者。近日，中國探月與航天工程中心召開第七次嫦娥五號(hào)月球科研樣品借用申請(qǐng)?jiān)u審會(huì)，公布了第七批嫦娥五號(hào)月球科研樣品發(fā)放名單。中核集團(tuán)中國原子能科學(xué)研究院獲得200毫克（mg）嫦娥五號(hào)表取月壤樣品，全國共有13家科研機(jī)構(gòu)申請(qǐng)獲得通過。由于研究意義重大，原子能院是本次獲批項(xiàng)目中唯一得到破壞性使用許可申請(qǐng)的單位，將有助于更好地開展極低豐度核素鐵-60（60Fe）的測(cè)量。這是原子能院積極響應(yīng)并全力支持國家深空探測(cè)戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)。

由于月球在30億年前便停止演化，沒有磁場、大氣、降水以及人造核素污染，靜謐的環(huán)境非常有利于保存沉降的星際介質(zhì)，使得月球成為記錄天體事件的“時(shí)間膠囊”。地球附近發(fā)生的超新星爆發(fā)事件會(huì)影響到地球生物圈，甚至可能引起地球上大量生物滅絕。科學(xué)家們通過研究超新星爆發(fā)事件留在月球上的“痕跡”，致力于探索超新星爆發(fā)的秘密。

鐵-60是一種主要來自超新星爆發(fā)的放射性同位素，半衰期達(dá)260萬年。鐵-60等超新星爆發(fā)產(chǎn)生的余燼，會(huì)在宇宙中擴(kuò)散并沉降到月球。因此，在月球沉靜無聲的表層下，蘊(yùn)藏著關(guān)于宇宙事件的珍貴信息。原子能院此次申請(qǐng)到的表取月壤樣品，是由機(jī)械臂末端固定鏟挖型采樣器所采集的表層和次表層月壤，蘊(yùn)藏著長期以來從宇宙中沉積到月球表面的各類星際介質(zhì)，將為進(jìn)一步揭示數(shù)百萬年前地球發(fā)生的超新星爆發(fā)等宇宙事件提供重要線索。

此前，原子能院核物理研究所月球樣品核分析研究中心以月壤研究為目標(biāo)，優(yōu)化中子活化分析、加速器質(zhì)譜法、拉曼激光譜學(xué)和質(zhì)子非彈性散射分析等技術(shù)，并已成功應(yīng)用反應(yīng)堆中子活化分析法對(duì)多份月壤樣品進(jìn)行了研究，取得了一系列成果。

為豐富月球科研樣品在天體物理領(lǐng)域研究，核物理研究所在由HI-13串列加速器、大型Q3D 磁譜儀構(gòu)成的加速器質(zhì)譜（AMS）裝置基礎(chǔ)上，加裝了一套速度選擇器，可進(jìn)一步排除雜質(zhì)；同時(shí)，完成對(duì)串列加速器的升級(jí)改造，束流傳輸效率提升了兩倍。

通過使用人工合成的鐵-60樣品對(duì)該加速器質(zhì)譜裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)估后，研究人員發(fā)現(xiàn)，其靈敏度可達(dá)（10-15），相當(dāng)于從中國最大的內(nèi)陸咸水湖——青海湖中提取出特定的一滴水。相關(guān)成果已作為封面文章發(fā)表于SCI期刊《Nuclear Science and Techniques》（《核技術(shù)》）上，第一作者為原子能院碩士研究生張揚(yáng)、研究員顏勝權(quán)（并列第一），通訊作者為原子能院研究員郭冰。提升、優(yōu)化后的加速器質(zhì)譜裝置進(jìn)一步提高了探測(cè)靈敏度，為即將到來的月壤測(cè)量實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行創(chuàng)造了有利條件。