Elektron spin-rezonansli uchrashuv - Electron spin resonance dating - Wikipedia

Elektron spin-rezonans uchrashuvi, yoki ESR bilan tanishish, bu yangi yaratilgan materiallarni sanash uchun ishlatiladigan usuldir radiokarbonli uchrashuv qila olmaydi, yoqadi karbonatlar, tish emal yoki ilgari qizdirilgan materiallar magmatik tosh. Elektron spinli rezonanslashish birinchi marta 1975 yilda ilmiy jamoatchilikka tanishtirildi Motoji Ikeya sanalangan a speleotem Yaponiyaning Akiyoshi g'orida.[1] ESR sanasi oldin tabiiy nurlanish ta'sirida bo'lgan kristalli tuzilmalardagi juft bo'lmagan elektronlar miqdorini o'lchaydi. Moddaning yoshini uning paydo bo'lish vaqtidan boshlab nurlanish dozasini o'lchash orqali aniqlash mumkin.[2]

Ilovalar

Elektron spinli rezonanslashish sanasi radiatsiya kimyosi, biokimyo va geologiya, arxeologiya va antropologiya kabi sohalarda qo'llanilmoqda.[3] ESR bilan tanishish radiokarbonli tanishish o'rniga ishlatiladi, chunki ESR bilan tanishish yangi hosil bo'lgan materiallar yoki ilgari isitilgan toshlar bilan uchrashishi mumkin.[4] Ko'milgan tishlarning sanasi odamlarning qoldiqlarini sanash uchun asos bo'lib xizmat qildi.[1] Tadqiqotlar ma'lum qadimiy keramika tarkibida topilgan kuydirilgan chaqmoq toshi va kvartsdan foydalanilgan.[5] ESR bilan tanishish uchun yangi dasturlarga avvalgi zilzilalarni yorilish, o'tgan vulqon portlashlari va qirg'oq bo'yidagi tektonik faollik kiradi.[4]

Tanishuv jarayoni

Elektron spinli rezonansli uchrashuvni tuzoqqa tushgan zaryadlash deb ta'riflash mumkin. Radioaktivlik salbiy zaryadga olib keladi elektronlar dan harakatlanmoq asosiy holat, valentlik diapazoni, o'tkazuvchanlik zonasida yuqori energiya darajasiga. Qisqa vaqtdan so'ng, elektronlar oxir-oqibat valentlik zonasida qolgan musbat zaryadlangan teshiklar bilan qayta birikadi.[5] Qamalga tushgan elektronlar para-magnit markazlarini hosil qiladi va ESR spektrometriyasida aniqlanishi mumkin bo'lgan ba'zi signallarni keltirib chiqaradi.[1] Tutilgan elektronlar miqdori ESR signalining kattaligiga to'g'ri keladi. Ushbu ESR signali mineral tarkibidagi tutilgan elektronlar soni, radioaktiv moddalarning dozalari va yoshiga to'g'ri proportsionaldir.[1]

ESR yoshini hisoblash

The elektron spin rezonansi moddaning yoshi quyidagi tenglamadan topiladi:

qaerda DE ekvivalent dozasi yoki paleodoza (Grey yoki Gy-da), ya'ni ESR soatining nollanishi (t = 0) va namuna olish (t = T) o'rtasida o'tgan vaqt davomida namuna olingan nurlanish miqdori. D (t) - bu dozaning tezligi (odatda Gy / ka yoki microGy / a da), bu 1 yil ichida namuna tomonidan so'rilgan o'rtacha dozadir. Agar D (t) vaqt o'tishi bilan doimiy deb hisoblansa, unda tenglama quyidagicha ifodalanishi mumkin:

[1]

Ushbu stsenariyda T - namunaning yoshi, ya'ni ESR signali oxirgi marta tiklangandan beri namuna tabiiy radioaktivlikka duch kelgan vaqt. Bu tuzoqqa tushgan zaryadni bo'shatish orqali sodir bo'ladi, ya'ni odatda eritish / qayta kristallanish, issiqlik, optik oqartirish yoki mexanik stress.[6]

Yig'ilgan dozani aniqlash

Yig'ilgan doz qo'shimchalar dozasi usuli bilan topiladi[2] elektron spin-rezonans (ESR) spektrometriyasi bilan.[1] Namuna tashqi magnit maydonga qo'yilganda va mikroto'lqinlarning ma'lum dozalari bilan nurlantirilganda[1] magnit markazlarning energiya darajasini (spinning aylanishini o'zgartiradi) atrofdagi magnit maydonning bir xil yoki teskarisiga o'zgartiradi.[3] Magnit xususiyatlarining o'zgarishi faqat ma'lum energiya darajalarida sodir bo'ladi va ma'lum mikroto'lqinli chastotalar uchun ushbu o'zgarishlarning paydo bo'lishiga olib keladigan o'ziga xos magnit kuchlar mavjud (rezonans).[1] ESR chizig'ini spektrda joylashtirish mikroto'lqinli chastotaning spektrometriyada ishlatiladigan magnit maydon kuchiga nisbati (g-qiymati) ga to'g'ri keladi.[1] ESR intensivligining nol tomoniga ekstrapolyatsiya sodir bo'lganda, to'plangan dozani aniqlash mumkin.[2]

Yillik dozani aniqlash

Doza tezligi namunadagi radioaktiv materiallar kontsentratsiyasining (ichki dozaning stavkasi) va uning atrofidagi muhitning (tashqi dozaning stavkasi) yig'indisidan aniqlanadi. Ichki va tashqi radioaktivlikning dozalari ikkalasining farqlari turlicha bo'lganligi sababli alohida hisoblanishi kerak.[1]

Radioaktivlikni hisoblashda qanday omillar mavjud:

  • Uran, torium va kaliy konsentratsiyasi[2]
  • Energiya alfa, beta va gamma nurlari uchun uran-238 va torium-232[3]
  • Suv miqdori, namunaning geometriyasi, uning qalinligi va zichligi bilan bog'liq tuzatish omillari
  • Kosmik nur doza stavkalari - geografik holatga va qoplama cho'kindilarining qalinligiga bog'liq (dengiz sathida 300 pGy / a)[1]

Ishonchlilik

Tuzoqqa tushgan elektronlar faqat oraliq energiya darajasi bosqichlarida bo'lganda cheklangan vaqt chegaralariga ega. Muayyan vaqt oralig'ida yoki haroratning o'zgarib turgandan so'ng, tuzoqqa tushgan elektronlar o'zlarining energetik holatiga qaytadi va teshiklari bilan qayta birlashadi.[1] Elektronlarning teshiklari bilan rekombinatsiyasi, agar o'rtacha umr ko'rilgan namunaning yoshidan o'n baravar yuqori bo'lsa, shunchaki ahamiyatsiz bo'ladi.[1]

Adabiyotlar

  1. ^ a b v d e f g h men j k l m Grun, Rayner (1991). "Elektron spin-rezonansni aniqlash va zamonaviy odamlarning rivojlanishi" (PDF). in-africa.org. Olingan 2015-10-20.
  2. ^ a b v d Radtke, Ulrix; Grün, Rayner; Shvarts, Genri P. (1988). "Barbados pleystotsen marjon riflari traktining elektron spin-rezonansi". To'rtlamchi davr tadqiqotlari. 29 (3): 197–215. Bibcode:1988QuRes..29..197R. doi:10.1016/0033-5894(88)90030-0.
  3. ^ a b v Ikeya, M. (1993-01-01). Elektron spinli rezonansning yangi qo'llanmalari: tanishish, dozimetriya va mikroskopiya. Jahon ilmiy. ISBN  9789810212001.
  4. ^ a b Rink, W. J (1997-12-05). "To'rtlamchi ilm va arxeometriyada elektron spin-rezonans (ESR) ning kelib chiqishi va ESR qo'llanilishi". Radiatsiya o'lchovlari. 27 (5–6): 975–1025. Bibcode:1997 RadM ... 27..975R. doi:10.1016 / S1350-4487 (97) 00219-9.
  5. ^ a b Grün, Rayner (1997-01-01). "Elektron spin-rezonans uchrashuvi". Teylorda R. E .; Aitken, Martin J. (tahr.). Arxeologiyada xronometrik tanishish. Arxeologik va muzeyshunoslik sohasidagi yutuqlar. Springer AQSh. 217–260 betlar. doi:10.1007/978-1-4757-9694-0_8. ISBN  978-1-4757-9696-4.
  6. ^ Ikeya, Motoji (1993). Elektron Spin-Rezonansning yangi qo'llanmalari. Jahon ilmiy. ISBN  978-981-4317-21-4.

Shuningdek qarang