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热释光测年

热释光测年

  热释光测年是陶器中放射性杂质和周围环境发出的微弱的核辐射,通过长期作用在陶质器物中产生的一种效应。

  热释光测年原理

  这些放射性杂质主要有U、Th 系列核素和40K,以及适量的磷光物质石英等晶体,它们的半衰期很长(大于109年),故而将它们视为每年提供大小恒定的固定照射剂量的放射源。而陶器中的矿物晶体如石英、长石、方解石等晶格缺陷受到上述放射性核素发出的α、β和γ放射照射时,会产生自由电子,这些电子常被晶陷俘获而积聚起来。

  在石英、长石晶粒被加热到1500℃以上时,这些被俘获的电子会从晶陷中逃逸出来,并以发光的形式释放能量,即热释光,而石英等晶体就成为磷光体。

  一件陶器样品加热时发射的热释光越强,其年代越长,反之则短。陶器在烧制过程中,经过500-1000℃左右的高温,陶器粘土中的矿物晶体释放原来贮藏的热释光。

  热释光测年不同于一般加热后的炽热发光,它是放射性能量储存的标志。释放完后,陶器晶体继续接受、贮藏大小恒定的固定辐射能,这些辐射能是陶器烧成后开始增加的,可以作为陶器年龄的标志,换句话说,热释光测定的是样品最近一次受热事件以来所经历的时间。

  这个辐射能为陶器总的吸收剂量或累积剂量,统称“古剂量”。然而每件陶器的内部放射性物质含量和外部提供的辐射剂量不一样,况且一旦陶器埋藏在地下,周围土壤放射性射线电对陶器有作用,所以需要测定器物各自的年剂量,即每年提供给陶器中磷光体的辐射吸收剂量。

  它由陶器内部放射性物质提供的α、β剂量,陶器埋葬土壤提供的Y剂量和宇宙空间提供的宇宙射线年剂量四部分组成。陶器的热释光总年剂量与陶器烧制后产生的时间成正比。

  热释光断代的几种方法:

  主要有:(1)利用细颗粒测定年代。将样品碎片夹碎,悬浮使之分离,将悬浮的颗粒沉积到圆盘上去测量;

  (2)利用夹杂物测定年代。一般利用陶器中的石英晶体;

  (3)前剂量法测定年代。根据灵敏度变化规律测出热释光值;

  (4)还有其他方法,如相减技术、锆石或长石技术、薄片技术等。

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