В физике оптически стимулированная люминесценция (ОСЛ) — это метод измерения доз ионизирующего излучения . Он используется по крайней мере в двух приложениях:
Метод использует электроны, захваченные между валентной зоной и зоной проводимости в кристаллической структуре некоторых минералов (чаще всего кварца и полевого шпата ). [1] Места захвата — это несовершенства решетки — примеси или дефекты . Ионизирующее излучение создает пары электрон-дырка: электроны находятся в зоне проводимости , а дырки — в валентной зоне . Электроны, которые были возбуждены в зоне проводимости, могут оказаться захваченными в электронных или дырочных ловушках. Под воздействием света электроны могут освободиться из ловушки и попасть в зону проводимости. Из зоны проводимости они могут рекомбинировать с дырками, захваченными в дырочных ловушках. Если центр с дыркой является центром люминесценции (центром излучательной рекомбинации), произойдет излучение света. Фотоны обнаруживаются с помощью фотоумножительной трубки. Затем сигнал от трубки используется для расчета дозы, поглощенной материалом.
Дозиметр OSL обеспечивает новую степень чувствительности, давая точные показания всего лишь 1 мбэр для рентгеновских и гамма-фотонов с энергией от 5 кэВ до более 40 МэВ. Максимальное измерение эквивалентной дозы дозиметра OSL для рентгеновских и гамма-фотонов 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 бэр. В диагностической визуализации повышенная чувствительность дозиметра OSL делает его идеальным для мониторинга сотрудников, работающих в условиях низкого уровня радиации, и беременных работниц. [ необходима 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 зерна других размеров. [ необходима цитата ]
Разница между радиоуглеродным датированием и OSL заключается в том, что первое используется для датирования органических материалов, а второе — для датирования минералов. События, которые можно датировать с помощью OSL, — это, например, последнее воздействие солнечного света на минерал; таким образом была датирована находка человека Мунго , старейшая находка человека в Австралии. [2] Он также используется для датирования отложения геологических осадков после того, как они были перенесены по воздуху ( эоловые отложения) или реками ( речные отложения). В археологии датирование OSL применяется к керамике: датируемым событием является время их последнего нагрева до высокой температуры (более 400 °C).
Недавнее датирование каменных орудий в Аравии методом ОСЛ отодвинуло гипотезу о «выходе из Африки» в историю миграции людей 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 одноаликвотной регенерацией (SAR). [5]