热释光断代
2014-01-29 17:31:52   来源:化石网   评论:0 点击:

热释光断代 利用绝缘结晶固体的热释光现象来进行断代的技术。适用于陶器及其他火烧粘土样品。测定年代的范围可达数十万年。 绝缘结晶固体受到放射性照射发生电离,形成电子和空穴,被晶格缺陷或陷阱所捕获,因

热释光断代

    利用绝缘结晶固体的热释光现象来进行断代的技术。适用于陶器及其他火烧粘土样品。测定年代的范围可达数十万年。

    绝缘结晶固体受到放射性照射发生电离,形成电子和空穴,被晶格缺陷或陷阱所捕获,因此贮存起一部分辐射并长期保持下去。当加热时电子和空穴可从陷阱中释放出来,重新复合,并以光的形式释放出贮存的能量。这便是热释光现象。陶器是用粘土烧制的,一般粘土中都含有微量铀、钍和少量钾等放射性物质。另外,还夹有结晶固体颗粒,比较多见的是石英,其次有长石、云母、磷灰石、锆石等。它们每时每刻都受到各类辐射的作用,包括粘土中本身含的铀系、钍系、钾-40放射的α、β、γ射线,周围土壤中放射的β、γ射线及宇宙射线。当陶器烧制时,高温把结晶固体中原先贮存的能量都已释放完了,自此以后,重新积累能量随时间而增加。放射性愈强,年代愈久,热释光量就愈多,即热释光量与所受的放射性总剂量成正比。铀、钍、钾的寿命很长,陶器中的放射性强度实际上是不变的。但不同的陶器即使所受放射性剂量相同,所产生的热释光量也不一定相同,即各个陶器产生热释光的灵敏度不一定相同。必须用人工放射源照射陶器测出热释光灵敏度,即单位辐射剂量的热释光量。

    热释光灵敏度=人工热释光量/人工辐射剂量假定结晶固体积存的能量对小剂量长期照射与大剂量短时间照射效果相同,且灵敏度不随时间而变,则标本的自然热释光量和热释光灵敏度都可以测定出来。只要测出陶器中铀、钍、钾的含量,周围土壤中的辐射强度和宇宙射线强度,定出自然辐射年剂量,即可计算出陶器烧制的年代。近年来用电子自旋共振谱仪来测定样品陷阱中的电子数的方法有很大的进展,可以同测定热释光量的方法相比较,其优点是,测量不会使样品退火,不改变电子和空穴的分布,因此可以多次重复测量保证数据可靠。

    陶器是普遍大量出土的古物、考古研究的重要对象,用陶器作测定年代的标本比放射性碳素断代用有机物标本有利。热释光所测年代是陶器停止焙烧的年代,而放射性碳素断代所测如木头的年代,可能比遗址的年代早数十年甚至数百年,从这一点看,用热释光断代测出的年代应更有参考价值。可是实际上存在许多因素使热释光测定年代的精度受到限制,定出的年代误差一般在±10%左右,最好的情况可能达到±5%,不如放射性碳素断代精确可靠。但用它鉴定陶器的真伪则比较快速有效,取样仅需数十毫克。另外热释光断代还可用于旧石器时代和第四纪的年代测定,火山熔岩及其烘烤过的土层、遗址中火烧过的大石块等都可以取样断代。

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