Термолуминесцентното датиране е

Термолуминесцентното датиранее физически метод за датиране на обекти от минерален произход чрез измерване на енергията, излъчвана в резултат на нагряване на пробата (термолуминесценция).

Съдържание

Общо описание на метода

Термолуминесцентният метод за датиране(TMD)се основава на способността на някои материали (стъкло, глина, керамика, фелдшпат, диаманти, калцити и др.) да натрупват енергия от йонизиращо лъчение с течение на времето и след това, когато се нагреят, да я отделят под формата на светлинно лъчение (светлинни проблясъци). Колкото по-стара е пробата, толкова повече светкавици ще бъдат записани. Ако пробата в даден момент е била подложена на силно нагряване или продължително слънчево облъчване (избелване), първоначално натрупаният сигнал се изтрива и времето трябва да се отчита от този епизод.

За калибриране на метода се оценяват радиационният фон в дадена област и локалният интензитет на космическите лъчи.

При идеални условия методът дава възможност да се датират образци на възраст от няколкостотин до около 1 милион години с грешка от около 10%, която в някои случаи може да бъде значително намалена. [1]

Под въздействието на външен радиационен фон (включително този, който се образува при разпадането на радиоактивни елементи на скалите, космическата радиация), се образуват свободни електрони и дупки и електроните се улавят в електронни капани. Наличието на електронни капани е свързано с дефекти в кристалната решетка, които винаги присъстват в реалните кристали; колкото повече дефекти има в кристала, толкова повече електрони могат да бъдат уловени в капани. При нагряване до температура от около 500 °C, уловените електрони се освобождават от уловителите и електроните и дупките се рекомбинират вемисионен център с излъчване на фотони от видимата радиация. [2] Това явление се нарича термолуминесценция.

Приложение

От гледна точка на приложение, TMD е по-прост от, например, радиовъглерод и следователно по-евтин. Използва се в геологията, по-специално, за определяне на възрастта на варовици, [5] вулканични скали, импактити, фулгурити, льос, дюнен и воден пясък и тини. [1] В археологията се използва за датиране на древна керамика [8] и други продукти от печена глина, като теракота, [9] пещи, тухли, както и изпечени кремъчни инструменти и камъни за огнища, изкуствено стъкло и шлаки. [1]

Използвайки свойствата на кристалите да акумулират йонизиращо лъчение, те, по-специално, се използват в термолуминесцентни дозиметри (англ.) за регистриране на йонизиращо лъчение.

Ограничения

От гледна точка на физическата обосновка самият метод се счита за достатъчно точен и надежден. Трябва обаче да се вземат предвид следните фактори:

  1. Количеството акумулирана светлинна енергия на даден минерал се влияе от броя на дефектите в кристалната решетка и съответно от броя на електронните капани. Различните вещества имат различни номера. Следователно, проби, направени по едно и също време и открити на едно и също място, поради различния брой електронни капани, могат да дадат различно ниво на излъчване, в резултат на което резултатите от датирането може да варират.
  2. Тъй като методът включва задължително калибриране, което се основава на принципа на инвариантността на радиационния фон, точността на датирането се влияе от нивото на радиация на района, в който се извършва изследването. Ако изследваният обект се е преместил на значителни разстояния (т.е. нивоторадиационния фон на околната среда) или контакт с други обекти с повишено ниво на радиация (например с подземни води), или самата зона е била изложена на радиация (например поради авария в атомна електроцентрала), всичко това намалява надеждността на получените резултати.
  3. Термолуминесцентният метод за датиране всъщност не определя датата на производство на образеца, а датата на последното му нагряване до висока температура. И това може да бъде както изпичане, така и пожар или просто дълъг престой на образец на място, открито за слънце.
  4. По време на анализа, поради излагане на висока температура, анализираната проба от минерала се разрушава (за разлика например от оптично-луминесцентния анализ, при който нивото на излъчване се измерва след рязко осветяване на веществото).