Войти
Рисунок 1 : Три стадии термолюминесценции, описанные Эйткеном (1985, 1998) и примененные к кварцевому зерну ( Keizars, 2008b) 
Рис. 2 : Процесс зарядки и разрядки термолюминесцентного сигнала применительно к пляжным пескам. (изменено из Aitken, 1998; Keizars, 2008a) 
Рисунок 3 : потеря сигнатуры термолюминесценции во время миграции песчинок двух размеров (Keizars, 2008). 
Рисунок 4 : Иллюстрированный метод пассивного мониторинга поступление песка (Keizars, 2003). термолюминесцентное датирование (TL) представляет собой определение посредством измерения накопленной дозы облучения времени, прошедшего с момента материала, содержащего кристаллический минералы были либо нагреты (лава, керамика ), либо подвергались воздействию солнечного света (отложения ). Поскольку кристаллический материал нагревается во время измерений, начинается процесс термолюминесценции. Термолюминесценция излучает слабый световой сигнал, пропорциональный дозе излучения, поглощаемой материалом. Это разновидность 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. Необходимо уничтожение относительно значительного количества материала образца, что может быть ограничением в случае произведений искусства. Нагрев должен был привести к нагреву объекта до температуры выше 500 ° C, что покрывает большую часть керамики, хотя очень высокотемпературный фарфор создает другие трудности. Это часто хорошо работает с камнями, нагретыми огнем. Глиняный сердечник бронзовых скульптур, изготовленных методом литья по выплавляемым моделям, также может быть испытан.
Различные материалы значительно различаются по своей пригодности для 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 в целом древним или современным (то есть подлинным или поддельным), и это может быть возможно, даже если точную дату невозможно определить.
Природные кристаллические материалы содержат недостатки: примеси ионы, дислокации напряжения и другие явления, нарушающие регулярность электрического поля, удерживающего атомы в кристаллической решетке вместе. Эти недостатки приводят к локальным выступам и провалам электрического потенциала кристаллического материала. Там, где есть провал (так называемая «электронная ловушка»), свободный электрон может быть притянут и захвачен.
Поток ионизирующего излучения - как от космического излучения, так и от естественной радиоактивности - возбуждает электроны от атомов в кристаллической решетке в зона проводимости, где они могут свободно перемещаться. Большинство возбужденных электронов скоро 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.
Еще одним важным методом тестирования образцов из исторических или археологических памятников является процесс, известный как термолюминесцентный тест, который основан на принципе поглощения всеми объектами радиации 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 излучают фотоны (свет кванты ), обнаруживаемые в лаборатории.
Количество производимого 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, поскольку плотность ловушек сильно различаются.
Датирование термолюминесценции предполагает «обнуление» в истории материала, будь то нагревание (в случае керамики или лавы) или воздействие солнечного света (в случае отложений), 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.
Мощность дозы излучения - доза, накопленная за год, - должна быть определена в первую очередь. Обычно это делается путем измерения альфа-радиоактивности (содержания урана и тория ) и содержания калия (K-40 - излучатель бета и гамма ) материала образца.
Часто поле гамма-излучения в месте расположения материала образца или его можно рассчитать на основе альфа-радиоактивности и содержания калия в окружающей среде образца и космического луча добавляется доза. После определения всех компонентов поля излучения накопленная доза из измерений термолюминесценции делится на дозу, накапливаемую каждый год, чтобы получить годы, прошедшие с момента обнуления.
Термолюминесцентное датирование используется для материалов, для которых радиоуглеродное датирование недоступно, например отложения. Его теперь широко используют при аутентификации старых керамических изделий, для чего указывается приблизительная дата последнего обжига. Пример этого можно увидеть в Rink and Bartoll, 2005.
Термолюминесцентное датирование было изменено для использования в качестве инструмента анализа пассивной миграции песка Кейзарсом и др., 2008 (Рис. 3 ), демонстрируя прямые последствия в результате неправильного пополнения голодающих пляжей с использованием мелкого песка, а также предоставляя пассивный метод контроля пополнения песка и наблюдения за речным или другим поступлением песка вдоль береговых линий ( Рисунок 4 ).
Типичная кривая TL кварца, измеренная с помощью УФ-фильтра во время обычного TL-датирования. Оптически стимулированная люминесценция датирование - это родственный метод измерения, который заменяет нагревание воздействием интенсивного света. Материал образца освещается очень ярким источником зеленого или синего света (для кварц ) или инфракрасного света (для). Ультрафиолетовый свет, излучаемый образцом, обнаруживается для измерения.
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/
