Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Определение возраста палеокерамики методом термостимулированной люминесценции с использованием дозовых зависимостей накопления продуктов радиационно-химических реакций в гетерогенном объекте : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.09

Год: 2011

Номер работы: 60289

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

ВВЕДЕНИЕ Актуальность исследований В настоящее время для определения возраста археологических и геологических химические объектов широко используются Основными различные методами физико- методы датирования. определения возраста с использованием процесса радиоактивного распада являются: радиоуглеродный, аргоновый, гелиевый, свинцовый [1, 2]. Каждый из методов имеет свои границы применения, используется для определенных объектов, при выполнении требований, предъявляемых к отбору образцов,

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗРАСТА ПОРОД В настоящее время существует достаточно большое количество методов определения возраста археологических объектов, каждый из которых имеет свои недостатки и достоинства. Наиболее распространенными методами абсолютного датирования (с определенными ограничениями) являются: термолюминесцентный, аргоновый, радиоуглеродный, гелиевый, свинцовый.

1.1.1. Радиоуглеродный метод Радиоуглеродный метод был разработан У. Ф. Либби в 1946 - 1949 гг. Метод основан на том, что, образование радиоуглерода в атмосфере Земли происходит за счет непрерывной бомбардировки ее космическими лучами, в результате взаимодействия которых с составляющими земной атмосферы образуются атомы радиоуглерода, попадающие затем во все природные объекты при обменных процессах [4]. Углерод-14 - радиоактивный изотоп, который образуется в атмосфере согласно реакции 1 4 N+n

1.1.2. Аргоновый метод В земной коре содержится довольно много калия. Один из изотопов 40т/- калия К, присутствующий в природном калии является радиоактивным, испытывает (3- распад и в 89,3% случаев испускает электрон, превращаясь в °2оСа, а в 10,7% случаев испытывает электронный захват, превращаясь в °i8Ar. С вероятностью 0,001% с электронным захватом конкурирует р+ К составляет 1,3 млн. лет. В определенных распад. Период полураспада вулканических минералах образовавшийся в результате ра

1.1.3. Гелиевый метод ото • В результате распада атома U и ряда последующих ядерных * превращений сравнительно быстро за время, несколько меньше миллиона лет) образуется восемь а-частиц. В виду того, что пробеги этих частиц в .'. плотных средах очень малы, большинство образованных атомов гелия задерживается в кристаллической решетке минерала. В благоприятных;, условиях при очень значениях малой проницаемости отдельных минералов, кристаллов некоторых и низком оптимальных размеров содерж

1.1.4. Свинцовый метод (отношение содержаний урана и РЬ тория И РЬ ) и РЬ являются конечными Стабильные изотопы свинца РЬ 2 0 или' продуктами распада U 2 3 8 и Th 2 3 2 . Если в минерале, содержащем уран или торий, отсутствует свинец иного происхождения, то по количеству этих изотопов можно точно определить количества урана и тория, претерпевшие распад. Свинцовый метод можно считать более надежным, чем гелиевый, так как потери свинца, например путем медленной диффузии, маловероятны. Однако с

1.1.5. Термолюминесцентный метод В основу термолюминесцентного метода положен эффект запасания неравновесных диэлектриках носителей заряда на локальных уровнях захвата в под действием ионизирующего излучения естественных радионуклидов, содержащихся в объекте датирования [9]. Термолюминесцентный метод является перспективным методом для определения возраста археологической керамики. Техника термолюминесцентного метода датирования развивается и зависит от ряда факторов. Подробное описание м

1.2. ТЕРМОСТИМУЛИРОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

1.2.1. Термолюминесценция Люминесценция минералов при нагревании (термолюминесценция), известная с XVII в. стала методом исследования сравнительно недавно, после того как была понята природа этого явления [10]. Сущность метода заключается в том, что образовавшиеся в твердом теле (люминофоре) под действием излучения носители заряда (электроны и дырки) локализуются в решетке на центрах захвата, в результате чего происходит накопление (запасание) поглощенной энергии, которая затем может быть ос

1.2.2. Физические основы метода ТСЛ Хотя явление ТСЛ известно уже более 300 лет (первое наблюдение термолюминесценции, описанное в научной литературе, датируется 1663 годов применения годом, когда Р. Бойль доложил в Королевском обществе о том, что наблюдал странное мерцающее свечение при нагревании алмаза в темноте), основы математического описания процесса были заложены Рендаллом и Уилкинсоном лишь в 1954 году, а варианты его использования в качестве метода научных исследований были предло

1.2.3. Термолюминесценция минералов Из числа распространенных минералов многие обладают ТСЛ [17, 18]. Широко исследовалась ТСЛ кварцев, полевых шпатов, слюд, апатитов, цирконов, кальцитов и доломитов. Именно эти минералы определяют термолюминесценцию большинства магматических и метаморфических, а также многих обломочных пород. Остановимся подробнее на термолюминесцентных свойствах некоторых из них. Кварц. Большое число исследований термолюминесценции природных кварцев позволило устано

1.2.4. Факторы, определяющие интенсивность природной равновесной термолюминесценции минералов При проведении работ по применению ТЛ-анализа обычно совершенно недостаточно, судя по литературным данным, учитываются особенности формирования той светосуммы, которая фиксируется в ходе анализа. Часто считается, что с момента образования породы (минерала) под влиянием радиоактивности идет непрерывное и достаточно равномерное запасание светосуммы и только под влиянием метаморфизма, пневмалито0 2 гид

1.2.5. Взаимосвязь концентрации ловушек и интенсивности природной равновесной ТСЛ Из уравнения (

1.6) очевидно, что при прочих равных условиях п прямо пропорциональна N. Различные динамические и термохимические воздействия, как правило, приводят к изменению величины N в минералах, но т.к. на величину п кроме N огромное влияние оказывают другие факторы, то о влиянии процесса на изменение концентрации ловушек ответственных за тот или иной пик ТСЛ минерала можно судить только при сравнени

1.2.6. Влияние температуры среды на интенсивность природной породы со равновесной термолюминесценции Влияние температуры среды на процент заполнения ловушек рассматривалось в ряде работ [25, 26, 31]. По уравнению (

2.2) рассчитаны кривые зависимости степени заполнения ловушек электронами (n / N) от времени (рис.

1.2). а & г& го :.# в& t. Рис.

1.2. Кривые зависимости степени заполнения ловушек (n/N) от времени (t), выраженного в единицах т, для случаев, к

ГЛАВА 2. ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗРАСТА: МЕТОДИКА И АППАРАТУРА

2.1. ОСНОВА МЕТОДА В основе термолюминесцентного метода лежит эффект запасания носителей заряда на локальных уровнях захвата в неравновесных диэлектриках под действием ионизирующего излучения естественных радионуклидов, содержащихся в объекте датирования. В том случае, когда величина измеряемого эффекта пропорциональна дозе ионизирующего излучения, при известной скорости накопления дозы (мощности дозы) можно определить время облучения и, следовательно, возраст объекта. Доза,рад Возраста

2.2. ПОДГОТОВКА ПРОБ К АНАЛИЗУ В качестве объектов ТЛ исследований наиболее удобно использовать монофракции минералов. В этом случае значительно упрощается интерпретация результатов. Обычно подготовка образцов к исследованию заключается в подборке и изготовлении, если это возможно, тонких пластинок минерала, размеры которых зависят от конкретных условий анализа, или в получении порошкообразных материалов. Если учесть трудности изготовления мономинеральных пластинок и обеспечения их равномерн

2.3. ВЛИЯНИЕ ДРОБЛЕНИЯ НА ТЛ МИНЕРАЛОВ Отмечено, что дробление сказывается на люминесцентных свойствах минералов. Физическая сущность протекающих при дроблении процессов изучена недостаточно, опубликованы довольно противоречивые данные и мнения: фиксировалось как уменьшение, так и увеличение ТСЛ под влиянием давления (дробления). Спад свечения связывают с увеличением коэффициента поглощения света в нарушенном материале, а также частичным разрушением решетки и высвечиванием части светосуммы.

2.4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗРАСТА Методика определения возраста несколько отличается для разных групп экспериментаторов [49-58] и в основном включает в себя следующие этапы: 1. Отбор и подготовка проб Большое значение следует уделять геологической обстановке места раскопок, чтобы попытаться оценить факторы, которые могли повлиять на ТЛ датирование. Кроме возможных колебаний в термальной истории материала следует учитывать: 1. Химическое выветривание 2. Высвечивание пород пожарами 3. Частичны

2.5. АППАРАТУРА, ПРИМЕНЯЕМАЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В работе для измерения ТСЛ облученных и необлученных проб использовался комплекс ДТУ-01М, для облучения образцов применялся рентгеновский импульсный аппарат АРИНА и установка РХМ - 7~20, для определения дозы и мощности дозы использовались детекторы ТЛД-К, для определения элементного состава керамики — растровый сканирующий электронный микроскоп ШОЬ JSM 6390, для определения содержания радионуклидов в почве с места захоронения палеокер

2.5.1. Комплекс ДТУ-01М, используемый для регистрации ТСЛ необлученных и облученных образцов Комплекс ДТУ-01М предназначен для измерения поглощенной дозы излучения путем считывания информации методом термостимулированной люминесценции. Комплекс ДТУ-01М состоит из блока повторного нагрева (БПН), пульта управления (ПУ), блока термовысвечивания (БТВ) и детекторов (разных типов). Блок-схема прибора приведена на рис.

2.1. Метод регистрации доз ионизирующего излучения основан на способности

2.5.2. Импульсный рентгеновский аппарат АРИНА, используемый для облучения образцов Аппарат состоит из двух основных частей: рентгеновского блока, в котором расположена импульсная рентгеновская трубка и портативный импульсный источник высокого напряжения, и пульта управления, включающего в себя первичный источник напряжения, цепи управления и контроля. Питание аппарата осуществляется от сети переменного тока 220 В, 50 Гц или от аккумуляторной батареи. Пульт управления преобразует напряжение п

2.5.3. Детекторы ТЛД-К, условия их применимости Исходным материалом для изготовления детекторов ТЛД-К является стеклянная облицовочная плитка, производимая в 1980-е годы на АнжероСудженским стекольным заводом. Химический состав готового стекла следующий: Si0 2 - 62,8 %, F e 2 0 3 - 0,19 %, А1 2 0 3 - 4,87 %, СаО - 7,74 %, MgO - 1,14 %, Р 2 0 5 - 6,5 %, S 0 3 - 0,32 %, N a 2 0 - 14,28 %, К 2 0 - 1,5 %, £ R 2 0 - 15,83 %, F1 - 1,4 % [70]. Детектор ТЛД-К имеет следующие показатели к применению

2.5.4. Электронный растровый сканирующий микроскоп, принцип его действия Электронно-микроскопические исследования проводились на растровом сканирующем электронном микроскопе JEOL JSM 6390, изображение которого приведено на рис.

2.5. На рис.

2.6 приведена блок-схема комбинированного прибора JEOL JSM 6390. В этом приборе, как детектор вторичных электронов, так и детекторы линзы. Электронная оптика РЭМ дает возможность исследователю сформировать электронный пучок, который характериз

2.5.6. Сцинтилляционный гамма-спектрометр Для регистрации гамма-излучения от счетного образца используется гамма-спектрометрический тракт со сцинтилляционном блоком детектирования (СБД). СБД включает в себя сцинтиллятор, ФЭУ с делителем высокого напряжения и спектрометрический усилитель качестве сцинтиллятора используются импульсов. В кристаллы Nal(Tl) или CsI(Na) различных размеров и конфигураций. СБД располагается в специальном свинцовом экране для его защиты от внешнего излучения. Для п