В физике оптически стимулированная люминесценция (ОСЛ) — метод измерения доз ионизирующего излучения . Он используется как минимум в двух приложениях:
В этом методе используются электроны , захваченные между валентной зоной и зоной проводимости в кристаллической структуре некоторых минералов (чаще всего кварца и полевого шпата ). [1] Местами захвата являются дефекты решетки — примеси или дефекты . Ионизирующее излучение создает электрон-дырочные пары: электроны находятся в зоне проводимости , а дырки – в валентной зоне . Электроны, которые были возбуждены в зоне проводимости, могут оказаться захваченными в ловушках электронов или дырок. Под действием света электроны могут освободиться из ловушки и попасть в зону проводимости. Из зоны проводимости они могут рекомбинировать с дырками, запертыми в дырочных ловушках. Если центр с дыркой является центром люминесценции (центром излучательной рекомбинации), то произойдет излучение света. Фотоны регистрируются с помощью фотоумножителя . Сигнал из трубки затем используется для расчета дозы, которую поглотил материал.
Дозиметр OSL обеспечивает новый уровень чувствительности, давая точные показания всего в 1 мбэр для рентгеновских и гамма-фотонов с энергией от 5 кэВ до более 40 МэВ. Максимальная эквивалентная доза рентгеновских и гамма-фотонов, измеренная дозиметром OSL, составляет 1000 бэр. Для бета-частиц с энергией от 150 кэВ до более 10 МэВ диапазон измерения дозы составляет от 10 мбэр до 1000 бэр. Нейтронное излучение с энергией от 40 кэВ до более 35 МэВ имеет диапазон измерения дозы от 20 мбэр до 25 мбэр. В диагностической визуализации повышенная чувствительность дозиметра OSL делает его идеальным для мониторинга сотрудников, работающих в условиях низкой радиации, и беременных работниц. [ нужна цитата ]
Для проведения OSL-датирования из образца необходимо извлечь минеральные зерна. Чаще всего это так называемые крупные зерна размером 100-200 мкм или мелкие зерна размером 4-11 мкм. Иногда используются другие размеры зерна. [ нужна цитата ]
Разница между радиоуглеродным датированием и OSL заключается в том, что первое используется для датирования органических материалов, а второе — для датирования минералов. Событиями, которые можно датировать с помощью OSL, являются, например, последнее воздействие минерала на солнечный свет; Таким же образом датировали человека Мунго , старейшую человеческую находку в Австралии. [2] Он также используется для датирования отложения геологических отложений после их переноса по воздуху ( эоловые отложения) или рекам ( речные отложения). В археологии к керамике применяется OSL-датировка: Датированным событием является время ее последнего нагревания до высокой температуры (свыше 400 °С).
Недавнее датирование каменных орудий в Аравии OSL отодвинуло гипотезу миграции людей «из Африки» на 50 000 лет назад и добавило возможный путь миграции с африканского континента на Аравийский полуостров, а не через Европу. [3] [4]
Наиболее широко используемый метод OSL называется регенерацией одной аликвоты (SAR). [5]