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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月球科研樣品借用申請?jiān)u審會，公布了第七批嫦娥五號月球科研樣品發(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）嫦娥五號表取月壤樣品，全國共有13家科研機(jī)構(gòu)申請獲得通過。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的單位，將有助于更好地開展極低豐度核素鐵-60（60Fe）的測量。這是原子能院積極響應(yīng)并全力支持國家深空探測戰(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“時間膠囊”。地球附近發(fā)生的超新星爆發(fā)事件會影響到地球生物圈，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，完成對串列加速器的升級改造，束流傳輸效率提升了兩倍。

通過使用人工合成的鐵-60樣品對該加速器質(zhì)譜裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評估后，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)一步提高了探測靈敏度，為即將到來的月壤測量實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行創(chuàng)造了有利條件。