熱釋光斷代
利用絕緣結(jié)晶固體的熱釋光現(xiàn)象來進行斷代的技術(shù)。適用于陶器及其他火燒粘土樣品。測定年代的范圍可達數(shù)十萬年。
絕緣結(jié)晶固體受到放射性照射發(fā)生電離，形成電子和空穴，被晶格缺陷或陷阱所捕獲，因此貯存起一部分輻射并長期保持下去。當(dāng)加熱時電子和空穴可從陷阱中釋放出來，重新復(fù)合，并以光的形式釋放出貯存的能量。這便是熱釋光現(xiàn)象。陶器是用粘土燒制的，一般粘土中都含有微量鈾、釷和少量鉀等放射性物質(zhì)。另外，還夾有結(jié)晶固體顆粒，比較多見的是石英，其次有長石、云母、磷灰石、鋯石等。它們每時每刻都受到各類輻射的作用，包括粘土中本身含的鈾系、釷系、鉀-40放射的α、β、γ射線，周圍土壤中放射的β、γ射線及宇宙射線。當(dāng)陶器燒制時，高溫把結(jié)晶固體中原先貯存的能量都已釋放完了，自此以后，重新積累能量隨時間而增加。放射性愈強，年代愈久，熱釋光量就愈多，即熱釋光量與所受的放射性總劑量成正比。鈾、釷、鉀的壽命很長，陶器中的放射性強度實際上是不變的。但不同的陶器即使所受放射性劑量相同，所產(chǎn)生的熱釋光量也不一定相同，即各個陶器產(chǎn)生熱釋光的靈敏度不一定相同。必須用人工放射源照射陶器測出熱釋光靈敏度，即單位輻射劑量的熱釋光量。
熱釋光靈敏度＝人工熱釋光量/人工輻射劑量假定結(jié)晶固體積存的能量對小劑量長期照射與大劑量短時間照射效果相同，且靈敏度不隨時間而變，則標(biāo)本的自然熱釋光量和熱釋光靈敏度都可以測定出來。只要測出陶器中鈾、釷、鉀的含量，周圍土壤中的輻射強度和宇宙射線強度，定出自然輻射年劑量，即可計算出陶器燒制的年代。近年來用電子自旋共振譜儀來測定樣品陷阱中的電子數(shù)的方法有很大的進展，可以同測定熱釋光量的方法相比較，其優(yōu)點是，測量不會使樣品退火，不改變電子和空穴的分布，因此可以多次重復(fù)測量保證數(shù)據(jù)可靠。
陶器是普遍大量出土的古物、考古研究的重要對象，用陶器作測定年代的標(biāo)本比放射性碳素斷代用有機物標(biāo)本有利。熱釋光所測年代是陶器停止焙燒的年代，而放射性碳素斷代所測如木頭的年代，可能比遺址的年代早數(shù)十年甚至數(shù)百年，從這一點看，用熱釋光斷代測出的年代應(yīng)更有參考價值。可是實際上存在許多因素使熱釋光測定年代的精度受到限制，定出的年代誤差一般在±10％左右，最好的情況可能達到±5％，不如放射性碳素斷代精確可靠。但用它鑒定陶器的真?zhèn)蝿t比較快速有效，取樣僅需數(shù)十毫克。另外熱釋光斷代還可用于舊石器時代和第四紀(jì)的年代測定，火山熔巖及其烘烤過的土層、遺址中火燒過的大石塊等都可以取樣斷代。
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