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热释光

热释光测年法
  热释光(英语:Thermoluminescence, TL)效应,有时也被译作热致光、热发光,是一种冷发光现象:一些晶体(例如矿物质)在被加热时,原来吸收并储存在晶格缺陷中的电磁辐射或其他电离辐射会以光子的形式释放出来。该现象不可与黑体辐射(也可称为热发光)混淆。

  高能辐射会使晶体材料内产生电子激发态。 在一些材料,这些电子透过晶格的局部缺陷或不完整,被捕获而长期保存下来。量子力学上,这些量子态是与时间无关的定态,但他们并不稳定。 加热材料将使捕陷态位(trap states)能够与声子相互作用,即晶格振动,在迅速衰减至较低能态的过程中发射光子。

  20世纪50 年代,美国Wisconsin大学的Daniels将材料的热释光特性用于辐射剂量的测量。 最初使用的氟化锂热释光材料具有很高的灵敏度,但是其热释光性能不稳定。 后来,研究人员相继开发了更优异性能的材料 ,现今氟化锂系列材料仍在热释光剂量学上应用最广泛。

  随着科研和生活的需要,对热释光剂量学材料的要求(如较宽的线性剂量响应范围、高灵敏度、重复使用性好等)逐渐提高,研究人员又开发了CaSO4、CaF2、Li2B4O7、MgSiO4等新型热释光材料。

  技术应用

  利用热释光研究材料中的陷阱,是研究材料物理的一种简单而重要的方法。在考古研究中可用于古代文物的年龄测定,因为文物在埋藏过程中,受到周围环境介质中天然放射性元素铀、钍和钾的照射。埋藏时间越长,则在文物中产生的电子和空穴越多,因此热释光越强。利用热释光技术还可制成辐射剂量计。

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