新華社東京10月28日電（記者 錢錚）尋找月球的水資源對(duì)于載人太空探索以及揭開(kāi)月球乃至地球上水的起源之謎都具有重要意義。日本京都大學(xué)日前發(fā)布新聞公報(bào)說(shuō)，該校參與的一項(xiàng)研究顯示，通過(guò)組合測(cè)定從月球表面逃逸的不同能量的中子，能同時(shí)推測(cè)月球地下水資源的豐度和深度。

為利用月球水資源或探明水的起源，需要借助月球車等挖掘并采集水。而要實(shí)現(xiàn)高效挖掘和采集，需要先依靠繞月探測(cè)器等遠(yuǎn)程且非接觸的地下探測(cè)，以選出挖掘的候選地點(diǎn)。因此，非接觸式地下水探測(cè)非常重要。

銀河系宇宙射線撞擊月球表面會(huì)令月表以下幾十厘米土壤中的原子核破碎，產(chǎn)生不帶電的中子。這些中子能量高達(dá)約100萬(wàn)電子伏特，屬于快中子。它們從地下逃逸到月球表面的過(guò)程中，會(huì)和地下的物質(zhì)碰撞，失去能量。特別是水中氫元素的原子核和中子質(zhì)量大致相等，如果有水存在的話，中子會(huì)更高效地失去能量，逃逸到月表。這種能量相對(duì)較低的中子屬于熱中子或超熱中子。逃逸出來(lái)的這些中子的量根據(jù)含水量的變化而變化。

日本量子科學(xué)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)、立命館大學(xué)、京都大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員利用粒子軌跡模擬軟件Geant4構(gòu)建了一個(gè)框架，這個(gè)框架能詳細(xì)模擬銀河系宇宙射線撞擊月球表面后發(fā)生的基本物理過(guò)程。他們隨后改變?cè)氯篮省⒑畬拥纳疃群秃穸取⑼寥罍囟鹊扰c水的存在形態(tài)相關(guān)的條件，反復(fù)計(jì)算逃逸出來(lái)的中子的強(qiáng)度。結(jié)果顯示，將熱中子、超熱中子和快中子三者的測(cè)定組合起來(lái)，可以推算出隱藏在月球地下水存在的量以及深度。

論文第一作者草野廣樹(shù)說(shuō)，通過(guò)反復(fù)開(kāi)展各種條件下的數(shù)值模擬，研究人員明確了借助中子測(cè)算能得出月壤中含水量和存在形態(tài)的信息。這有望在月球水資源探測(cè)中用于評(píng)估其作為資源利用的可能性。他們期待未來(lái)能在實(shí)際的月球探測(cè)中，檢驗(yàn)這次的研究成果。

參與研究的晴山慎表示，這項(xiàng)研究提出的方法不僅限于月球，還可以應(yīng)用于銀河系宇宙射線能直接到達(dá)的天體。

研究相關(guān)論文已發(fā)表在英國(guó)《行星與空間科學(xué)》雜志上。

來(lái)源：新華網(wǎng)