中国首次发现月球新矿物，命名「嫦娥石」，对中国探月工程具有什么重大意义？
9月9日，国家航天局、国家原子能机构联合在京发布嫦娥五号月球样品研究成果：中核集团核工业北京地质研究院在月球样品研究中发现新矿物，被命名为“嫦娥石”，并获国际矿物协会新矿物分类及命名委员会批准。 大家好，我是中核集团重大项目总师，是一名核地质工作者，从事核地质工作近40年，作为核工业北京地质研究院的月球样品研究团队负责人，主要提出我院嫦娥五号月球样品总体研究方向和科学问题、明确研究目标和内容、制定技术路线等。看到大家对这个话题有这么浓厚的兴趣，我也来和大家简单地聊一聊。2020年11月24日，我国探月工程嫦娥五号探测器成功发射，计划首次实现月面样品采集并返回。
2020年11月29日，在得知嫦娥五号成功发射信息之后，我们团队运筹帷幄、积极谋划，充分考虑我院的技术实力、人才团队优势和专业领域特色，一方面我们有信心开展做好月球前沿科学研究的能力和水平；另一方面我们想着如何为月球研究做出贡献。结合我院科研优势和基础，我们首次系统规划并提出了开展嫦娥五号月球样品的研究方向、目标和内容，制定了技术流线和方法。确定了“嫦娥五号月球样品核能元素研究”方向，并在大量文献调研的基础上，形成了矿物学、裂变和聚变元素同位素等九大科学研究问题。
探月工程是国务院《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020）》明确提出的十六个国家重大科技专项之一，从2007年嫦娥一号发射成功，再到2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带1731克月球样品着陆地球，取得了一系列令人瞩目的辉煌成就，我国成为全球第三个从月球成功采集样品的国家。
开展月球样品科学研究是实施探月工程的主要目标任务之一，是国家“深空”探测战略的重要组成部分。中核集团作为头号央企，其使命就是坚定不移地服务国家战略，以国家需求为己任。核地研院充分发挥自身科研、设备和人才优势，积极申请并获批成为第一批开展月球样品科学研究的单位之一，充分体现了中核集团核地研院的能力和水平。
拿到样品不容易，竞争异常激烈。第一批样品开放申请时，一共有23家高校和科研院所的85份申请通过初审，经现场答辩评审，最终有13家单位的31份申请通过评审，通过率仅为36.5%。13家科研单位中，科学院系统7家、大学系统4家、剩下的2家分别是航天五院和核地研院，航天五院是嫦娥五号探测器的研制单位。在这样一个背景下，核地研院能获得首批50mg月球科研样品，标志着核地研院前沿基础科学研究实力得到科学界认可，也标志着核地研院的综合研究能力迈入了国际先进行列。
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嫦娥石真实颗粒CT扫描三维形态图（图1）
嫦娥石理想晶体形态图（图2）
在此我来讲一讲公众比较关注的三个问题。
第一个问题是为什么将本次新矿物命名为嫦娥石？
嫦娥石，英文名Changesite-(Y) ，由Change（嫦娥的汉语拼音）+s+ite（英文后缀，表示矿物）+ Y（特殊成分后缀）组成。 一是纪念中国嫦娥探月工程首次取回月球样品；二是发音更加接近中文嫦娥石发音，外国人也好发音；三是 “S”均是中文“石-Shi”和英文“石-Stone”开头的第一个字母，“石”通常是大众对“矿物岩石”的总称；四是名称Changesite可分成Change（嫦娥）和site（地址），可理解为嫦娥住地，即月球，又可解释为嫦娥5号月球落地点；五是名称也可理解为Change（改变）和site（地址），可引申为此次中国嫦娥5号落月地点与之前Apollo（美国）和Luna（前苏联）都不同。将新矿物命名为“嫦娥石”表达了科研团队对中国航天和中国深空探索事业的致敬。
第二个问题是，如何发现“嫦娥石”的，月壤分样、挑样的过程是怎样的呢？
我们第一次研究的样品是粉末样，呈灰黑色，细度像面粉，有各种矿物组成，对它们进行研究，我们是如数家珍一颗一颗进行的，那么首先遇到的就是根据研究需要进行分颗粒分小样。分样过程是月壤研究中“最刺激、最紧张”的环节，毫不夸张地说是用激动的心强稳颤抖的手。
月壤样品极其珍贵，且我们可以研究消耗的样品量也仅有20mg，也就是五十分之一克。因此用好每一个颗粒、确保极低的样品损失量早已是团队每个人的共识。分样在超净室中进行，两人一起进入操作，需要穿着专用的实验服和手套，全程由摄像头监控。在开启样品之前，我们制定了详细的实验设计，包括取样步骤、取出的样品量、分为多少份、每份各自多少量、针对不同实验如何分装、如何转移等等。尽管制定了详细的计划，每一步的操作仍然是如履薄冰、战战兢兢。
分取使用的天平是百万级天平，可以精确到0.001mg。最困难的是要称取数份0.1mg样品---- 一颗绿豆大约80mg，相当于我们需要取1/800颗绿豆，手稍稍抖一下就超量了。而如此少的样品必须尽量一次性称准，称少了还可以加，称多了就取不回了。每次称量都先是目估，死死盯着取样勺里几乎看不见得“小黑点”，再三权衡，估摸着不能超量才敢倒入样品槽中。每个空样品槽称三遍，放入样品后再称三遍，以确保称量准确（图3）。
挑样是我们这次实验的一大特色。为了达成研究目的，本次实验需要将月壤按粒度和矿物种类分为7个组别。在显微镜下操作（图4），使用针头小于0.5微米的纳米取样针，将月壤按分组规则一颗一颗挑选。本次申请到的月壤颗粒的尺寸集中在1微米到150微米之间，大多在10微米左右，按密度保守计算，每1mg样品中包含不少于10000个颗粒。为了尽量不因挑样而改变月壤矿物组成以及尽量减少样品损失，这些颗粒都要按规则分入到对应的容器中，因此转移的过程至少重复了上万次。
通常我们挑选地球样品时，可以将凡士林等有一定粘性的物质涂抹在针上帮助“蘸取”样品，再稳妥的转移到其他地方。而月壤的挑选不允许引入外来“污染”，只能靠针尖和颗粒之间摩擦产生的一点静电吸住样品，经常针尖推着样品在玻璃片上来回跑，就是取不起来，每每这个时候是既绝望又崩溃。此时此刻，只能深呼吸，稳住崩溃的情绪和僵硬的肩膀一遍遍尝试。这些颗粒中，小的不足头发直径的1/100，大的也只有一根头发粗细，跟它们死磕了两个多月，终于完成了挑选任务。
分样挑样任务完成后，就开展对其进行系统的研究。确定一个矿物是否属新矿物，要有两个要素，一是要准确分析它的成分；二是要鉴定出其结构，如大家熟知的金刚石和煤，成分都是碳，但它们的结构不同，因此是两个性质不同的物质。
分取样品和称重（图3）
使用显微镜分选样品（图4）
在开展第一批月壤样品研究时，科研人员通过对数十万个平均大小仅10微米的月壤颗粒开展矿物学研究。在大量成分分析的过程中，凭借专业的敏感性，发现一颗不足10微米的月壤颗粒具有异常的成分，并迅速锁定了其作为疑似新矿物。随后，对其开展了针对性的成分分心，确定了它的成分，并初步认定它应是一个新矿物。然而，要确定它是新矿物，还必须鉴定出它的结构。由于该矿物颗粒太小，在现有仪器设备探测能力下，难以满足获取理想的晶体结构数据。由于申请的样品量有限，全部研究仅允许消耗使用最多20毫克。面对此种困难，核地研院科研团队没有放弃，将目标投向了申请获批的第二个光片样品，对该样品中14万多个颗粒进行了全面分析，幸运是留给奋斗者的，科研人员再次发现了具同类成分矿物颗粒，并采用纳米级手段，成功切割分离出一颗10*7*4微米的单晶，分析鉴定出它的晶体结构（图5-6）。通过系统详尽的矿物学研究，最终成功确定其是一种从未被发现过的富稀土的磷酸盐新矿物，其理想化学式为(Ca8Y)□Fe2+ (PO4)7，其形态和理想晶体特征分别图1、图2。
经来自不同国家的20位矿物学家评审投票，新矿物——嫦娥石（Changesite-(Y)）于2022年8月3日获得国际矿物学会（IMA）新矿物命名及分类委员会（CNMNC）正式批准，批准号为IMA2022-023a。
第三个问题是嫦娥石的发现有什么意义？
我想有以下几个方面的意义：
一是嫦娥石本身的发现具有重要意义，它是中国科学家首次发现月球新矿物，不仅体现了中国现代科技和工程技术水平，而且也是中国人对人类开展月球研究和深空探测的贡献。
二是在研究发现过程中，由于样品量限制有时只能允许一次成功，加上很小很细，分选切割很难等，本身提升了研究技术水平，开发了针对性研究手段，为今后同类样品的研究积累了技术手段和宝贵经验。
三是增添了矿物族新成员，特别是外星体矿物新成员，推动了矿物学学科的发展，为月球、行星科学研究提供了新的科学数据，具重大科学意义。
四是本次嫦娥5号采样地点与此前美国和苏联月球采样地点距离较远，地质年代也要年轻约10亿年，这样也就增加了新地点的科学数据，拓展了新的认知。虽然嫦娥石所属的磷酸盐矿物群在地球上较常见，但在地球上至今未发现。这说明其形成于不同的环境和条件，那么通过研究嫦娥石的形成条件，可以倒推月球经历的特殊历史过程，对认识月球起源与演化意义重大。
五是我们还将进一步对其物理化学性质进行研究，对其潜在的应用前景进行研究评价。
嫦娥石晶体结构图（图5）
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嫦娥石晶体结构图（图6） 迷之笑点：这玩意的英文术语，changesite-（Y），change site(Y)，“更换至Y地点石”
9月9日，中国传统节日中秋佳节前夕，国家航天局、国家原子能机构联合在京发布嫦娥五号最新科学成果。国家原子能机构副主任董保同在发布活动上宣布，中国科学家首次在月球上发现的新矿物，被命名为“嫦娥石”。这是我国在空间科学领域取得的一项重大科学成果，也是核与航天跨行业、跨专业合作的一次成功探索。
“嫦娥石”是一种磷酸盐矿物，呈柱状晶体，存在于月球玄武岩颗粒中。中核集团核工业北京地质研究院创新团队，通过X射线衍射等一系列高新技术手段，在十四万个月球样品颗粒中，分离出一颗粒径约10微米大小的单晶颗粒，并成功解译其晶体结构。经国际矿物学会（IMA）新矿物分类及命名委员会（CNMNC）投票通过，确证为一种新矿物。该矿物是人类在月球上发现的第六种新矿物，我国成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。
核地研院科研团队介绍，之所以命名为“嫦娥石”：
一是纪念嫦娥工程首次取回样品；
二是发音更加接近中文嫦娥石发音，对外国人发音也友好；
三是 “S”均是中文“石-Shi”和英文“石-Stone”开头的第一个字母，“石”通常是大众对“矿物岩石”的总称；
四是名称Changesite可分成Change(嫦娥)和site(地址)，可理解为嫦娥居住地，即月球，又可解释为嫦娥5号月球落地点；
五是名称也可理解为Change(改变)和site(地址)，可引申为此次落月地点与之前Apollo(美国)和Luna(俄罗斯)都不同。
将新矿物命名为“嫦娥石”表达了科研团队对中国航天和中国深空探索事业的致敬。
星河灿烂，深空浩渺，“嫦娥”一词凝聚了千百年来先祖对探月的向往。
月亮离我们有38万公里。我们为何花这么大力气去探测月球？除了科学意义外，探月工程与我们老百姓的日常生活有些什么关系呢？
探月工程实际上与我们每个人的生活都息息相关。我国探月工程所带动的基础科学和高新技术的进步，会对经济发展发挥牵引和推动作用。
比如，利用月球具有高真空、低重力的特殊环境，既能生产特殊强度、塑性等性能优良的合金和钢材，还能生产诸如超高纯金属、单晶硅、光衰减率低的光导纤维和高纯度药品等。同时，月球上特有的能源和矿产，也是对地球资源的重要补充和储备。比如，月球上存在大量的氦－3。据初步估算，月球上蕴藏的氦－3大约为100万吨到500万吨，可供人类使用一万年以上。
另外，由于月球上太阳辐射强，每年可产生12亿千瓦的能量。因此，在月球建立太阳能发电站也可能成为人类获取新能源的途径之一。
探月工程还有利于加深我们对地月空间环境的研究。1859年曾经发生过一次非常强的太阳爆发，地磁的指数变化已经达到缩小了2/3。假如今后再次发生这样的太阳爆发，那所有的卫星都将失效，卫星通讯会中断，天气预报的卫星云图就没有了，导航定位没有了，依靠卫星来定位的船舶、飞机可能会相撞，靠近南北极的大型带有回路的电力设施会损坏⋯⋯
探月工程的实施，还会激发很多年轻人探索科学、探索宇宙的热情。 谢邀！
嫦娥五号取回“嫦娥石”，成果在中秋前一天发布，这是中国人的浪漫。
“嫦娥石”是我国在空间科学领域取得的一项重大科学成果，也是核与航天跨行业、跨专业合作的一次成功探索。
“嫦娥石”是一种磷酸盐矿物，呈柱状晶体，存在于月球玄武岩颗粒中。中核集团核工业北京地质研究院创新团队，通过X射线衍射等一系列高新技术手段，在十四万个月球样品颗粒中，分离出一颗粒径约10微米大小的单晶颗粒，并成功解译其晶体结构。经国际矿物学会（IMA）新矿物分类及命名委员会（CNMNC）投票通过，确证为一种新矿物。
这是我国首次发现月球新矿物，是我国天体矿物学研究的重大突破性成果，为和平利用和合作开发太空资源贡献了中国力量，也为中国探月工程写下了生动的注角！
我们有理由相信，随着中国探月工程的推进，会有越来越多的科研成果不断涌现，让我们拭目以待！
最后，提前祝大家中秋节快乐！ 9月9日，恰值中华民族传统佳节中秋前夕，国家航天局、国家原子能机构联合在京发布嫦娥五号最新科学成果：中核集团核工业北京地质研究院在月球样品研究中发现新矿物，被命名为“嫦娥石”，并获国际矿物协会新矿物分类及命名委员会批准。
这是我国首次发现的月球新矿物，也是国际上发现的第六个月球新矿物。作为我国天体矿物学研究的重大突破性成果，“嫦娥石”的发现使我国成为世界上第三个发现月球新矿物的国家，为和平利用和合作开发太空资源贡献了中国力量。
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“嫦娥石”是除“广寒宫”、“织女”、“河鼓”等月球地理实体命名外，月球科学探索中的又一具有中国文化特色的名称，再次展示了科学技术与文化艺术融合的中国式浪漫 。这是我国在空间科学领域取得的一项重大科学成果，也是核与航天跨行业、跨专业合作的一次有力探索。
发布会上还公布了中核集团其他两项月球样品研究成果：一是我国首次成功获得嫦娥五号月壤中未来聚变能源资源——氦-3含量及提取参数条件，为我国月球资源评价和开发提供了基础科学数据；二是系统研究并获得了月壤颗粒的典型形貌特征，为研究月壤形成提供了科学依据。
<hr/>嫦娥石发现于嫦娥五号月壤的玄武岩碎屑中，是新的磷酸盐矿物，属于陨磷钠镁钙石（Merrillite）族。颗粒约2~30微米，呈微小柱状，伴生矿物有铁橄榄石、单斜辉石、钛铁矿、钙长石、斜锆石、方石英、陨硫铁和玻璃等。
月球样品显微镜照片
2021年6月，嫦娥五号月壤样品向全社会开放申请。当时竞争异常激烈，核地研院成为首批获得月壤样品的13家研究机构之一，先后有三个课题获得批准，分别是“嫦娥五号月球样品聚变核能核素（3He）研究”、“嫦娥五号月球样品铀（钍）核能核素及同位素研究”以及“月球核能元素铀系核素研究及意义”。目标是开展自主月球裂变、聚变资源基础地质研究，为月球演化和月球资源评价提供重要基础数据。
在对第一批获得的月壤粉末样品进行矿物学研究的过程中，核地研院研究团队发现了新矿物的线索。当时它是一个10微米左右的颗粒，和辉石交互共生在一起，无论实验手段还是后期的数据处理都没有办法把辉石剔除干净，因此一直没有获得理想的结构数据。
在申请到的第二个月壤样品后，统计了样品靶上14万多个颗粒，找到了一些“嫦娥石”的踪迹，但有希望测到单晶结构的只有一颗，而这一颗还裂成了三小块。最终团队使用聚焦离子束电镜切出了一颗10*7*4微米的纯的单晶颗粒，也就是普通人头发丝平均直径十分之一不到的大小，成功解译了其晶体结构，确证其是一种新的矿物。
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<hr/>月球研究是重要的基础前沿科学研究。开展月壤与月岩样品的物质成分与核科学研究，评价月球核能资源利用前景，是中国探月工程的科学战略目标之一，核科学技术的应用在其中起到了重要的推动作用。
一直以来，中核集团全力以赴服务国家战略，为国家深空探测战略提供支撑保障。中核集团对月球样品的研究可以追溯到40多年前。1978年，美国送给中国1克月壤样品，中核集团原子能院测定了样品中36种元素含量。特别是自中国探月工程实施以来，中核集团一直积极准备月壤样品的分析，先后对模拟月壤、月球陨石等进行活化分析实验，针对定量过程中的铀裂变干扰、快中子阈反应干扰、量值溯源和传递、质控等进行了多年实验研究，为月壤分析积累了宝贵的经验。
2020年12月17日，我国嫦娥五号探测器携带1731克月球“土特产”成功返回地球，这是人类40多年后再次采集月壤，也使中国成为第三个成功采集月球土壤的国家。
针对本次月球样品研究，作为我国首批获得月球样品的科研单位之一，核地研院组建了以李子颖研究员为首的研究团队，成立月球样品分析检测实验室，聚焦嫦娥五号月球样品裂变聚变核能元素研究，开展自主月球核能资源基础地质科学问题攻关。
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