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近年来随着国际探月热潮的掀起，X射线物质分析技术在深空探测活动中也得到了越来越广泛的应用和发展。2007年，我国成功发射了首颗月球探测卫星，该卫星上搭载的X射线谱仪，其基本原理就是利用了X射线荧光分析技术，以期通过对月表元素的特征X射线荧光进行探测，获取月表Mg、Al、Si等主要元素的含量和分布情况，从而为确定月表的岩石类型和资源分布，以及进一步的月球探测和检验月球形成与演化的模型提供重要信息。
为了得到表征X射线谱仪性能的各项基本参数，以及考察谱仪对不同样品中Mg、A1、Si等元素的实际探测能力，X射线谱仪进行了细致的标定实验和具有针对性的地面科学验证实验。其中，标定实验覆盖了包括能量线性、能量分辨率、角度响应、温度特性，以及探测器本底等大部分X射线谱仪的关键指标，得到了准确可靠的标定结果；而地面验证实验也通过对标准样品和盲测样品的测试，以及对测试结果的定性和定量分析等环节，对X射线谱仪的实际探测能力和数据处理方法、流程等方面进行了充分检验。上述所有测试实验都达到了预期的要求。
和以往的行星X射线荧光探测器不同，XRD/XRF探测器是新近发展起来的一种新型X射线探测器。该探测器以CCD器件为基础，能够对被测样品同时进行X射线衍射和荧光探测，从而能够实现对被测样品的更加精确的探测。另外，XRD/XRF探测器具有的体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等优点，也使得此种探测器有望在未来的深空探测活动及其他相关领域中得到广泛应用。
本论文主要论述了嫦娥一号卫星X射线谱仪的标定实验、地面科学验证实验以及对上述实验结果的数据处理等方面所做的工作，并对用于行星表面定点探测任务的XRD/XRF探测器所做的部分预研工作也进行了介绍。