热释光及其测年法的基本原理
中核控制系统工程有限公司立足高标准、高起点、高水平的经营理念,集科研、生产于一体,业务范围涵盖核工程数字化控制系统产品研发、设计、系统制造、系统集成、工程实施及售后服务等全过程整体解决方案,制造核电子仪器、环境监测仪器、实验室仪器、堆测量控制仪器、工农业同位素应用仪器、核探测仪器、气体电离探测器、光电倍增管、无机有机核探测器、半导体探测器以及与上述业务相关的技术服务、产品及技术进出口、代理进出口等业务。
热释光是一种自然现象,是某些固体物质因长时间受到射线的辐照,在辐射电离作用下,固体物质产生电子-空穴对,一些电子被晶体的缺陷所俘获,在室温下,这种俘获状态是稳定的。
如果将晶体加热,被俘获的电子则从陷阱中逃逸出来与空穴复合,同时以光子的形式释放出它们所贮存的能量,这就是热释光,即tl(thermoluminescence)
这种光很微弱,只有用高灵敏度的测光量仪器才能测出来,并且在冷却以后再加热时,这种光是不能重新再现的。
自然界的所有沉积物,都含有铀、钍、钾等长寿命放射性元素,它们衰变放出α、β、γ射线。射线使固体物质电离,或使电子被激发到高能态。多数电子会很快恢复到基态,但有一部分电子在晶格内的运动中,会陷入到较高能态的原有晶体的缺陷里,成为被俘获的电子。只有通过加热,才能使陷阱中的电子增加动能而被激发出来,与空穴复合,并以光量子的形式放出能量。
加热放出的总光子数,与陷阱中释放出的电子数成正比。而总电子数与发光体(具有热释光特性的物质)所吸收的辐射能量成正比。因此,年代越久,物质所接受的放射性越强,贮存的能量也越高,热释光量也越大。即热释光量与所接受的放射性总剂量成正比。
铀、钍、钾的半衰期长达109年(10亿年),在较短的时距内(第四纪),可以认为其放射性强度是个常数。
因此,热释光的光强大小与年代成正比。也就是说,在同样的辐射剂量下,样品年龄越老,热发光就越强。
已知样品的自然热释光量(i)与样品所受的总辐射剂量(d)成正比,即:i=k ·d
其中,k是样品对辐照的灵敏度,k=人工辐照引起的热释光量/人工辐照剂量,d=rt,r是年辐照剂量,t是受辐照的时间。由上可以得出t=d/r=i/rk (i为自然热释光量)
样品积累热释光以后,遇到光—热事件(如火山活动;粘土被烧制成瓷器;岩石受风化—侵蚀作用,受太阳光中紫外线照射,再沉积下来),就会使原来积存的热释光基本消除,即热释光“时钟”调零。再沉积以后,受周围放射性元素辐照,又重新积累热释光。这样就可以根据热释光来测量陶器、火山活动等的年代,这就是热释光测年法。
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热释光测量仪
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rosb tl-06d型热释光测量仪是测量热释光(tl)发光曲线的测量装置。固体发光材料受到一定剂量的射线照射后,可以通过加热激发的方式使其发光的现象,称为热释光现象,其释光强度与辐射剂量成线性关系,同时发光曲线与材料的缺陷结构有紧密联系。因此热释光在辐射剂量学中具有非常重要的应用价值,广泛应用于个人剂量、材料分析、核医学剂量测量、地质年代测定、鉴定等方面。
仪器采用较新模块化设计,为用户预留扩展功能,可用于放射性工作人员的个人剂量监督,也广泛用于环境测量、医疗卫生等方面,特别适合科学研究和实验教学使用,造型美现,操作方便。
1、测量范围可根据剂量计测量线性度范围调整,显示单位自动为μgy、mgy、gy, 线性范围内响应的变化不大于10%(线性程度由剂量计决定)。
2、升温速率可设定为0-50℃/s,温度可控范围为室温至500℃,温度稳定性<±1℃(60s);
3、探头采用优质高灵敏光电倍增管,工作模式为i/f变换。
4、光电倍增管的高压可在仪器校准时设置,其范围为-400至-1500v。
5、具有标准光源,可进行仪器校准。
6、仪器可从测量结果中自动扣除本底并自动存储。
7、具有氮气接口。
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