【科普贴】什么是热释光测年？

TIME：2020/10/13 来源： 点击数：

什么是热释光测年？

    热释光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。

热释光测年的原理？

　　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。

什么是热释光测年法？

    热释光测年法（thermohtminescence dating techniques）：物质具有受热发光的性质，是电子在晶格间移动时释放储存能量的结果；在一定的时距内，放射性元素U、Th和K每年提供给晶体的核辐射总剂量是一个定量，释放的光子数，即热释光强度与贮能电子累积的时间成正比。因此，通过测定晶体的热释光强度和每年接受的辐射总剂量，可计算样品的年龄。

    这种测年技术称热释光测年法，测年范围介于数百年到100万年。主要适用于受过烧灼或加热后的物质，被广泛应用于考古研究中。在地质上对于测定因风化作用，分解和再沉积而形成的各种自然岩石，矿物的混合物也有效，特别是其中的石英，长石都能作为试样。在研究黄土地层的年龄方面，也取得了较理想的结果。

热释光断代的方法？

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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