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测定古砖年代的光释光和热释光方法的比较研究

第27卷 第6期 核 技 术 V ol. 27, No.6 2004年6月 NUCLEAR TECHNIQUES June 2004

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香港城市大学研究基金(7001104、9010007)、国家自然科学基金(10275100)和高等学校博士学科点专项科研基金(20020558015)资助 第一作者:梁宝鎏,男,1937年出生,1962年毕业于北京大学,现职香港城市大学副教授、博士,研究方向为古陶瓷科学鉴定 通讯作者:唐强

收稿日期:2003-02-17,修回日期:2003-06-02

测定古砖年代的光释光和热释光方法的比较研究

梁宝鎏1 唐 强1,2 李德卉1 张纯祥2

1(香港城市大学物理及材料科学系 香港)

2(中山大学物理系 广州 510275)

摘要 采用单片再生剂量光释光法对分布在不同年代(年龄介于180—1600 a )的中国古砖样品的等效剂量进行了测定,在测量过程中插入固定的检测剂量来校正样品对光释光的灵敏度变化。同时我们也采用细颗粒常规高温热释光法对砖样的等效剂量进行了测定。这两种方法对照的结果能较好地吻合。得到的等效剂量之比(D e (OSL )/D e (TL ))介于0.96—1.21之间,平均值为(1.08±0.07)

。通过等效剂量和已知年代计算出年剂量为5.07—6.85,与实测的年剂量值相比差别不大。因此,单片再生剂量光释光法用于鉴定古砖样品是一种快速有效的方法。

关键词 光释光,热释光,再生剂量法,古砖 中图分类号 O483

在热释光(TL )技术基础上发展起来的光释光(OSL )测量技术用于年代的测量首先是由加拿大

学者Huntley 在1985年提出的[1],

在随后的十几年里,已经广泛地应用于地质年代和考古学的测量。在测量数万年的不含碳无机物的样品时,它更是一种不可替代的测年方法。同时,光释光技术也在核

事故引起的辐射探测学中得到了应用[2、

3]。早期的光释光技术由于光释光探测最低极限较高,限制了它的应用范围,因此早期的研究集中在热释光前剂量技术和再生剂量法上。Hübner 等[4]采用多片前剂量的光释光方法探测瓷器中的γ剂量,探测极限为≥40 mGy 。

应用Huntley 等提出的单片测量技术, Duller [5]

和Galloway [6]成功研究了长石的特性,Murray 等[7]研究了石英的特性。Murray [8]对Single-aliquot regenerative-dose (SAR)技术作了改进,提高了单片测量精度,在测量中建立起来的剂量增长曲线,修正了样品由于反复读出OSL 引起的灵敏度的变化,曲线几乎穿过原点,适合测量低剂量的情况,同时也很好地克服了由于样品超线性所产生的影响。SAR 技术的优点还在于提高了测量的精度,不需要进行归一化处理,样品用量少,特别是在文物鉴定的情况。

目前对OSL 灵敏的材料主要有石英、长石和燧

石等天然材料以及人工合成的剂量剂(如Al 2O 3:C )

,对它们的光释光特性已经有了足够的探讨。在陶器、

古砖以及瓷器样品中,含有少量成分的对光释光灵敏的石英和长石矿物颗粒,它们对光释光信号起关

键作用。采用TL 细粒常规法[9,

10]测量和石英杂质法来测定考古样品已经达到了相当完善的程度。因为细粒法样品的制作、处理和测量过程简单,在文物鉴定时多采用细粒法测量样品的等效剂量。

Leung 等[11,

12]对中国陶瓷样品做了大量研究,并统计出了鉴定中国古陶器时的年剂量的典型值为5.5mGy (采用细颗粒技术),而古瓷器为4.9mGy (采用前剂量技术)。因此在陶瓷等文物鉴定工作中测量出样品的等效剂量后,即可以利用典型的年剂量值判断出样品的真伪,这样既可减少对原物的破坏,又能提高测量效率。本实验中采用的样品为细颗粒,其对光释光的响应足以测量其等效剂量。在本工作中,我们采用了中国出土的不同年代的古砖样品,对比了由传统的细粒TL 技术和SAR 光释光的测量结果,探索光释光测量技术在测年中的应用。 1 样品制备与测量仪器

古砖样品来自中国不同地区,由上海博物馆提供,已知其建筑物年龄范围为180—1600 a 。表1给出了样品编号和对应的年代信息。所有样品制备过程都是在暗室中的红灯(波长600—700 nm )下进行。我们先将其表层约3 mm 的样品去掉,再用

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