Выпуск:
2021. Том 7. № 3 (27)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:
Одним из широко используемых методов исследования минералов является термолюминесцентный (ТЛ) метод, который используется для датирования осадочных горных пород четвертичного возраста. Обычно сложность применения ТЛ-датирования заключается в недостатке информации о структуре используемого в эксперименте минерала. Для объективно надежной интерпретации экспериментальных данных авторы применили метод цифрового двойника. В этом случае моделируются все этапы преобразования используемого минерала от его захоронения в составе осадочных горных пород до стимулирования в нем выплеска ТЛ-сигнала в лабораторных условиях на специальных установках с учетом неравномерности теплопереноса внутри навески этого минерала.
В работе приведены результаты численного моделирования ТЛ-сигнала от сферической частицы природного кварца. Моделирование проводилось в два этапа. На первом этапе определялось влияние времени захоронения кварца в толще осадочных горных пород на его ТЛ-сигнал. Для этого была поставлена задача о накоплении кристаллической решеткой кварца информации о времени его нахождения в естественном радиационном поле. На втором этапе моделировался ТЛ-сигнал от сферической частицы, которая нагревалась на экспериментальной установке с поверхности по линейному закону. Было выяснено, что, во-первых, время захоронения кварца влияет на форму ТЛ-кривой и, следовательно, минерал применим для датирования. Во-вторых, следует проводить контроль режима нагрева навески кварца, так как при высоких скоростях нагрева у частиц большого радиуса существенны неравномерности теплопереноса. Это также влияет на форму ТЛ-сигнала и, как следствие, может затруднять получение возрастных определений или искажать их. Для оценки влияния неравномерности теплопереноса был предложен безразмерный параметр подобия, который связывает радиус частиц и скорость нагрева.
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.
Пивинский Ю. Е. Кварцевая керамика / Ю. Е. Пивинский, А. Г. Ромашин. М.: Металлургия, 1974. 264 с.
Шейнкман В. С. Численное моделирование воздействия радиоактивного излучения на кварц с дефектами кристаллической структуры и анализ термолюминесцентного сигнала / В. С. Шейнкман, Ю. Ю. Ерина, О. А. Симонов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2020. Том 6. № 4 (24). С. 158-178.
Bloch F. Uber die Quantenmechanik der Elekronen in Kristallgittern / F. Bloch // Zeitschrift für Physik. 1928. No. 52. Рр. 555-600.
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. 2 (2-3). 14 pp.
