Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рисунок 1 : Три стадии термолюминесценции, описанные Aitken (1985, 1998) и примененные к кварцевому зерну (Keizars, 2008b)
Рисунок 2 : Процесс зарядки и разрядки термолюминесцентного сигнала применительно к пляжному песку. (изменено из Aitken, 1998; Keizars, 2008a)
Рисунок 3 : Сигнатура термолюминесценции, потерянная во время миграции песчинок двух размеров (Keizars, 2008).
Рисунок 4 : Иллюстрированный метод пассивного мониторинга поступления песка (Keizars, 2003).

Термолюминесценция знакомство ( TL ) является определением, посредством измерения накопленной радиационной дозы, время , прошедшее с тех пор материал , содержащие кристаллические минералы , были либо нагревают ( лавы , керамику ) , или под воздействием солнечного света ( отложения ). При нагревании кристаллического материала во время измерений начинается процесс термолюминесценции . Термолюминесценция излучает слабый световой сигнал, пропорциональный дозе излучения, поглощенной материалом. Это вид люминесцентного датирования .

Этот метод имеет широкое применение и относительно дешев - примерно 300–700 долларов США за объект; в идеале тестируется несколько образцов. Осадки на сегодняшний день дороже. [1] Необходимо уничтожение относительно значительного количества материала образца, что может быть ограничением в случае произведений искусства. Нагрев должен был привести к тому, что объект превысил 500 ° C, что покрывает большую часть керамики, хотя очень обожженный фарфор создает другие трудности. Это часто хорошо работает с камнями, нагретыми огнем. Также можно проверить глиняный сердечник бронзовых скульптур, изготовленных методом литья по выплавляемым моделям . [2]

Различные материалы значительно различаются по пригодности для данной техники в зависимости от нескольких факторов. Последующее облучение, например, если делается рентгеновский снимок, может повлиять на точность, как и «годовая доза» радиации, которую погребенный объект получил от окружающей почвы. В идеале это оценивается с помощью измерений, проведенных в конкретном месте поиска в течение длительного периода. Для произведений искусства может быть достаточно подтверждения того, является ли произведение древним или современным (то есть подлинным или поддельным), и это может быть возможно, даже если точную дату невозможно определить. [2]

Функциональность [ править ]

Природные кристаллические материалы содержат недостатки: примесные ионы , дислокации напряжений и другие явления, которые нарушают регулярность электрического поля , удерживающего вместе атомы в кристаллической решетке. Эти недостатки приводят к появлению локальных выступов и провалов электрического потенциала кристаллического материала . Там, где есть провал (так называемая « электронная ловушка»), свободный электрон может притягиваться и захватываться.

Поток ионизирующего излучения - как космического излучения, так и естественной радиоактивности - возбуждает электроны от атомов в кристаллической решетке в зону проводимости, где они могут свободно перемещаться. Большинство возбужденных электронов вскоре рекомбинируют с ионами решетки, но некоторые из них будут захвачены, сохраняя часть энергии излучения в виде захваченного электрического заряда ( рис. 1 ).

В зависимости от глубины ловушек (энергии, необходимой для освобождения электрона от них) время хранения захваченных электронов будет варьироваться, поскольку некоторые ловушки достаточно глубоки, чтобы хранить заряд в течение сотен тысяч лет .

В практическом использовании [ править ]

Другой важный метод тестирования образцов из исторических или археологических памятников - это процесс, известный как термолюминесцентный тест, который включает принцип, согласно которому все объекты поглощают излучение из окружающей среды. Этот процесс освобождает электроны в элементах или минералах, которые остаются захваченными внутри предмета. Тестирование термолюминесценции включает нагревание образца до тех пор, пока он не испускает свет определенного типа, который затем измеряется для определения последнего нагрева предмета.

При термолюминесцентном датировании эти долговременные ловушки используются для определения возраста материалов: когда облученный кристаллический материал снова нагревается или подвергается воздействию сильного света, захваченным электронам дается энергия, достаточная для выхода. В процессе рекомбинации с ионом решетки они теряют энергию и испускают фотоны ( кванты света ), которые можно обнаружить в лаборатории .

Количество произведенного света пропорционально количеству захваченных электронов, которые были освобождены, что, в свою очередь, пропорционально накопленной дозе излучения. Чтобы связать сигнал (термолюминесценцию - свет, возникающий при нагревании материала) с дозой излучения, вызвавшей его, необходимо откалибровать материал с известными дозами излучения, так как плотность ловушек сильно варьируется.

Термолюминесцентное датирование предполагает «обнуление» в истории материала, либо нагревание (в случае керамики или лавы), либо воздействие солнечного света (в случае осадков), которое удаляет ранее существовавшие захваченные электроны. Следовательно, в этот момент сигнал термолюминесценции равен нулю.

Со временем поле ионизирующего излучения вокруг материала заставляет захваченные электроны накапливаться ( рис. 2 ). В лаборатории можно измерить накопленную дозу облучения, но одного этого недостаточно для определения времени, прошедшего с момента обнуления.

В первую очередь необходимо определить мощность дозы излучения - накопленную за год дозу. Обычно это делается путем измерения альфа-радиоактивности ( содержания урана и тория ) и содержания калия (K-40 - бета- и гамма- излучатель) материала образца.

Часто поле гамма-излучения в месте расположения материала образца измеряется или оно может быть рассчитано на основе альфа-радиоактивности и содержания калия в окружающей среде образца, и добавляется доза космических лучей . После определения всех компонентов поля излучения , накопленная доза, полученная при измерениях термолюминесценции, делится на дозу, накапливаемую каждый год, чтобы получить количество лет, прошедших с момента обнуления.

Связь с радиоуглеродным датированием [ править ]

Термолюминесцентное датирование используется для материалов, для которых радиоуглеродное датирование недоступно, например для отложений . Его теперь часто используют для проверки подлинности старых керамических изделий, для которых указывается приблизительная дата последнего обжига. Пример этого можно увидеть в Rink and Bartoll, 2005 .

Термолюминесценция знакомство было модифицировано для использования в качестве пассивной миграции песка инструмента анализа с помощью Keizars, и др. , 2008 ( Рисунок 3 ), демонстрируя прямые последствия, возникающие в результате неправильного пополнения голодающих пляжей с использованием мелкого песка, а также предоставляя пассивный метод контроля за пополнением песка и наблюдения за речным или другим поступлением песка вдоль береговой линии ( Рисунок 4 ).

Типичная кривая TL кварца, измеренная с помощью УФ-фильтра во время обычного датирования TL.

Связь с другими методами люминесцентного датирования [ править ]

Оптически стимулированное люминесцентное датирование - это родственный метод измерения, в котором нагревание заменяется воздействием интенсивного света. Материал образца освещается очень ярким источником зеленого или синего света (для кварца ) или инфракрасного света (для калиевого полевого шпата ). Ультрафиолетовый свет, излучаемый образцом, регистрируется для измерения.

См. Также [ править ]

  • Геохронология
  • Люминесцентное датирование
  • Регидроксилирование датирование
  • Термолюминесценция
  • Термолюминесцентный дозиметр

Примечания [ править ]

  1. ^ Термолюминесценция (TL) датирование. Архивировано 2 апреля2015 г. в Wayback Machine , Университет Вуллонгонга, Австралия; Daybreak Corporation, часто задаваемые вопросы ; Оксфордский университет. Архивировано 2 апреля 2015 года в Wayback Machine ; Оксфордская аутентификация , смотрите разные цены в зависимости от типа
  2. ^ a b «Термолюминесцентное датирование предметов искусства» , В.Дж. Бортолот, Daybreak Corporation; «Пределы TL», Мишель Брент, журнал «Археология» , том 54, номер 1, январь / февраль 2001 г.

Oxford Authentication: Home - TL Testing Authentication 'Oxford Authentication® Ltd аутентифицирует керамические предметы старины, используя научный метод термолюминесценции (TL). TL-тестирование - это метод датирования археологических предметов, позволяющий отличить подлинные древности от поддельных ». См. Некоторые из их тематических исследований здесь: https://www.oxfordauthentication.com/case-studies/

Ссылки и библиография [ править ]

  • GlobalNet.co.uk , Quaternary TL Surveys - Руководство по измерению даты термолюминесценции
  • Aitken, MJ, Thermoluminescence Dating , Academic Press, London (1985) - Стандартный текст для введения в эту область. Довольно полный и довольно технический, но хорошо написанный и хорошо организованный. Есть второе издание.
  • Aitken, MJ, Introduction to Optical Dating , Oxford University Press (1998) - Хорошее введение в эту область.
  • Keizars, KZ 2003. NRTL как метод анализа переноса песка вдоль побережья полуострова Сент-Джозеф, Флорида. GAC / MAC 2003. Презентация: Университет Брока, Сент-Катаринс, Онтарио, Канада.
  • JCRonline.org , Чейзарс, З., Форрест, Б., Ринк, В.Дж., 2008. Естественная остаточная термолюминесценция как метод анализа переноса песка вдоль побережья полуострова Сент-Джозеф, Флорида. Журнал прибрежных исследований, 24: 500-507.
  • Кейзарс, З. 2008b. Тенденции NRTL наблюдаются в песках полуострова Сент-Джозеф, Флорида. Королевский университет . Презентация: Королевский университет, Кингстон, Онтарио, Канада.
  • Лирицис, И., 2011. Датирование поверхности по люминесценции: обзор. Геохронометрия, 38 (3): 292-302.
  • Мортлок, AJ; Прайс, Д. и Гардинер, Дж. Открытие и предварительное датирование термолюминесценции двух пещерных убежищ аборигенов в хребтах Селвин, Квинсленд [онлайн]. Австралийская археология, № 9, ноябрь 1979: 82-86. Доступность: < [1] > ISSN  0312-2417 . [цитировано 4 февраля 15].
  • Antiquity.ac.uk , Rink, WJ, Bartoll, J. 2005. Датировка геометрических линий Наска в перуанской пустыне. Antiquity, 79: 390-401.
  • Сулласи, Х.С., Андраде, МБ, Айта, ВЭФ, Фраде, М., Састри, доктор медицины, и Ватанабе, С. (2004). Облучение для датирования окаменелостей бразильских рыб методами термолюминесценции и ЭПР. Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях Секция B: Взаимодействие пучков с материалами и атомами, 213, 756-760. doi: 10.1016 / S0168-583X (03) 01698-7 [ постоянная мертвая ссылка ]

Внешние ссылки [ править ]

  • Краткое введение в технику TL