Выпуск:
2020. Том 6. № 4 (24)Об авторах:
Шейнкман Владимир Семенович, кандидат географических наук; ведущий научный сотрудник, Институт криосферы Земли Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук; v.s.shejnkman@utmn.ruАннотация:
Для разработки методов термолюминесцентного (ТЛ) датирования по кварцсодержащим породам, в рамках зонной модели была проведена серия численных экспериментов по изучению темпов накопления электронов в дефектах кристаллической структуры кварца под воздействием радиоактивного излучения. В кристалле моделировались ловушки электронов двух разных типов и один центр свечения. Численно решалась система дифференциальных уравнений, связывающая скорости изменения концентраций электронов в дефектах кристаллической структуры и концентрации электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне.
Показано, что интенсивное радиоактивное облучение изменяет динамическое равновесие концентрации электронов в ловушках, что существенным образом изменяет форму стимулируемого ТЛ-сигнала, фиксируемого при нагреве образцов песчинок кварца. В соответствие с этим необходимая для абсолютного датирования чувствительность материала-маркера к дозе радиоактивного облучения образцов, получаемая посредством его интенсивного радиоактивного облучения, не может быть определена правильно. Численные эксперименты также подтвердили возможность датирования образцов по положению максимума ТЛ-сигнала на временной оси и получения датировок по амплитуде ТЛ-сигнала.
Ключевые слова:
Список литературы:
Антонов-Романовский В. В. Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров / В. В. Антонов-Романовский. М.: Наука, 1966. 325 c.
Гриценко В. А. Численное моделирование собственных дефектов в SiO2 и Si3N4 / В. А. Гриценко, Ю. Н. Новиков, А. В. Шапошников, Ю. Н. Мороков // Физика и техника полупроводников. 2001. Том 24. № 9. С. 1041-1049.
Кюри Д. Люминесценция кристаллов / пер. с фр. Н. М. Лозинской; под ред. [и с предисл.] Н. А. Толстого. М.: Издательство иностранной литературы, 1961. 199 с.
Марфунин А. С. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах / А. С. Марфунин. М.: Недра, 1975. 287 c.
Морозов Г. В. Применение термолюминесцентного метода для изучения отложений лессовой формации: автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук / Г. В. Морозов. Киев: АН УССР. Институт геологических наук, 1968. 23 с.
Хютт Г. И. Перспективы использования термолюминесцентного метода для определения возраста четвертичных отложений / Г. И. Хютт, А. В. Раукас // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 1977. № 47. С. 77-83.
Шейнкман В. С. Новый подход к датированию мерзлых толщ: использование технологии термостимулированной люминесценции последнего поколения / В. С. Шейнкман, В. П. Мельников // Криосфера Земли. 2011. Том 15. № 4. С. 114-119.
Шейнкман В. С. Проблема Абсолютного Датирования Четвертичных Геоморфологических Комплексов Сибири / В. С. Шейнкман // География и природные ресурсы. 2013. № 4. С. 18-27.
Щербакова М. Я. Парамагнитные центры в кварце редкометальных гранитных пегматитов / М. Я. Щербакова, Л. Щ. Базаров, В. Е. Истомин, В. И. Гордеева, В. А. Сенина // Геология и геофизика. 1985. № 6. С. 79-87.
Bloch F. Uber die Quantenmechanik der Elekronen in Kristallgittern / F. Bloch // Zeitschrift für Physik. 1928. No. 52. Рр. 555-600.
Bos A. J. J. Theory of thermoluminescence / A. J. J. Bos // Radiation Measurements. 2007. No. 41. Pp. 45-56.
Chawla S. Quartz thermoluminescence: dose and dose-rate effects and their implications / S. Chawla, T. K. Gundu Rao, A. K. Singhvi // Radiation Measurements. 1998. No. 1. Рр. 53-63.
Chen R. Theory of Thermoluminescence and Related Phenomena / S. W. S. Chen, R. McKeever. Singapore: World Scientific, 1997.
Chung K. S. A computer program for the deconvolution of thermoluminescence glow curves / K. S. Chung, H. S. Choe, J. I. Lee, J. L. Kim, S. Y. Chang // Radiation Protection Dosimetry. 2005. No. 1-4. Pp. 345-349.
El-Kinawy M. New designed software to deconvolute the thermoluminescence glow — curves / M. El-Kinawy, H. F. El-Nashar, Nabil El-Faramawy // SN Applied Sciences. 2019. No. 8. Pp. 1-7.
Garlick G. F. J. The electron trap mechanism of luminescence in sulphide and silicate phosphors / G. F. J. Garlick, A. F. Gibson // Proceedings of the Physical Society. 1948. No. 60. Рр. 574-590.
Griscom D. L. A minireview of the natures of radiation-induced point defects in pure and doped silica glasses and their visible near-IR absorption bands, with emphasis on self-trapped holes and how they can be controlled / D. L. Griscom // Physics Research International. 2013. Vol. 2013 (2-3). 14 p.
May C. E. Thermoluminescent kinetics of alpha-irradiated alkali halides / C. E. May, J. A. Partridge // The Journal of Chemical Physics. 1964. No. 40. Рр. 1401-1409.
McKeever S. W. S. Thermoluminescence of Solids / S. W. S. McKeever. London: Cambridge University Press, 1985.
Randall J. T. Phosphorescence and electron traps: I. The study of trap distributions / J. T. Randall, M. H. F. Wilkins // Proceedings of the Royal Society of London Series A. 1945. No. 184. Рр. 366-389.
Sheinkman V. S., Melnikov V. P. A new approach to TL dating and its realization in Siberia / V. S. Sheinkman, V. P. Melnikov // Proceedings of the XVIII INQUA Congress. Bern: Elsevier. 2011.
Shlukov A. I. A criticism of standard TL dating technology / A. I. Shlukov, S. A. Shakhovets, L. T. Voskovskaya, M. G. Lyashenko // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1993. No. 73. Pp. 373-381.
Sunta С. M. Unraveling Thermoluminescence / С. M. Sunta. Springer, 2015.
