嫦娥5號探測器的上升器,已經於2020年12月3日晚間,攜帶著2公斤的月球土樣品從月面起飛,隨後與停留在月球上空環月軌道上的軌道器進行對接,然後將月壤樣品轉移到返回器中,等待時機踏上返回地球的徵程。大家知道,月球上面基本沒有大氣,來自宇宙空間和太陽的輻射,可以在幾乎沒有任何幹擾的情況下直射月球表面,那麼,這些被帶回來的月巖樣本,是不是會有很大的輻射呢?
如果從輻射的定義來看,它指的是由一個場源所發出的電磁波,其中所攜帶的能量一部分脫離了場源向著遠處傳播而不在返回的現象,這種能量的傳播是以電磁波或者粒子的方式進行的。由於宇宙間的所有物體,包括我們地球上的一切物體,其溫度都高於絕對溫度,理論上都會向外界以電磁波或者粒子的形式傳輸能量,所以,只要是物體,都會存在輻射,這是對輻射的廣義理解,不單單是放射性物質存在輻射,手機、太陽光、茶杯都存在輻射,當然月球上的土壤也不例外。
我們根據輻射場源的差異,可以將輻射劃分為幾種常見的類型,比如電離輻射、非電離輻射。其中非電離輻射是我們每天都要面對的,既有來自自然界的可見光、紫外線、雷電等,又有生活中經常接觸的電器、手機、電氣化設備、飛機火車、高壓線、廣播等等。這些輻射的強度往往都很低,對人體來說絕大多數的情況下都處在安全的範圍之內,對身體健康不會產生影響。
輻射的另外一種類型就是電離輻射,它是一種可以直接或者間接使物體發生電離的輻射形式,根據粒子帶電與否,又可以將電離輻射細分為帶電粒子輻射和不帶電粒子輻射,比如α、β粒子輻射就是帶電粒子輻射,中子、X和γ射線為不帶電粒子輻射。電離輻射過程中,由於場源的物質表現出放射性,在衰變的過程中釋放出不同程度的能量,因此對人體將會產生一定程度的損害。
但是,上述電離輻射中,除中子輻射外,其餘射線都只是在放射性物質衰變過程中釋放出相能量,對於接受物體來說,吸收這些能量後會提高自身組成分子的內能,並不會使物體的實質發生什麼改變,更不會表現出放射性。此外,中子輻射主要發生在核裂變過程中,多數都是在人力的影響和控制之下進行的,中子輻射不會電離原子,但可以和不同元素的原子核進行撞擊,從而產生「中子激發」現象,最後形成一種新的不穩定同位素,這種生成的物質則具有放射性。而從宇宙空間的輻射,以及太陽內部的核聚變來看,是幾乎不產生中子的,即使有的在極端情況下產生了,也會在較短的時間內衰變為質子,結合形成其它物質了。
所以,如果從電離輻射即引發物質的放射性角度來看,月巖樣本是不會因為宇宙空間和太陽輻射等外界的影響,而從非放射性變化為放射性。那麼,僅剩下的一種可能,就是月巖樣本本身就含有放射性物質。
嫦娥5號降落的地點,處於月球正面風暴洋北部呂姆克山附近的月海,與美國和前蘇聯之前登陸探測器採集月壤的地點完全不同,這裡對於人類來說還是一個全新的區域。從此次的地質歷史來看,該區域在25億前還曾經有火山噴發,而其它區域在35億年前基本上都停止地質活動了,這表明該區域由火山噴發形成的冷卻熔巖相對年輕,主要巖石類型為玄武巖,其中鈾、釷、鉀等放射性同位素的含量較高,另外還有很大的機率含有氦3這種核聚變反應堆的重要材料,上述這些物質都具有一定的放射性,估且認為是一種狹義的輻射吧。所以,從這個角度來理解,採回的月球巖石樣本中肯定會含有放射性物質,因為含量只有那麼一丁點,所以不會產生太大的輻射強度。
而且,為了避免採回的月球巖石樣本,受到地球環境的各種幹擾和影響,會進行嚴格的封閉保存措施,所以也不用擔心它的放射性問題。科學家們關心的,也不會是它的放射性,而是通過對土壤結構特徵、化學組成、同位素年齡測定等,來深入了解月球的地質演化歷史和主要進程,以及太陽活動和太陽輻射對月球表面的影響等情況,別看只是一小堆「土」,它裡面所蘊含的信息還真不少,待嫦娥5號平安著陸以後,更多的驚喜會很快陸續呈現在大家的面前。