放射線誘起ルミネッセンスの機構解明と線量測定等への応用

阐明辐射致发光的机理及其在剂量测量等方面的应用。

基本信息

批准号：
05J00902
负责人：
八幡崇
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

石英などの絶縁性無機物質は電離放射線との相互作用の結果、結晶中の不純物部位に電子を準安定の状態で捕捉する。この捕捉電子は加熱により再び解放され、正孔と再結合することで脱励起に伴う発光である熱ルミネッセンス(TL)を引き起こす。この捕捉電子数は、最後に加熱を受けて以後の放射線線量に比例することからルミネッセンス発光量から焼成考古遺物等の蓄積放射線線量を評価することが可能となる。さらに石英粒子が1年間当りに被爆する放射線線量(年間線量率)を見積もることで、最後に加熱を受けてからの経過年代を評価することができる。北海道洞爺火山灰層から抽出した石英粒子からは赤色TL(RTL)が観測でき、このRTLに関与する捕捉電子の活性化エネルギーを測定し、捕捉電子の平均寿命を計算した。その結果、捕捉電子は数十万年に亘り安定に存在できることを理論的に確認でき、RTL発光が第四紀の年代測定に有効であることが確認された。さらに土壌、石英中に含まれる極微量の放射性核種である^<214>Poと^<216>Poを液体シンチレーションカウンタからの出力パルスに対してパルス時間間隔解析法を適用することで初めて弁別定量が行え、かつ放射平衡を仮定することでU, Thも定量できた。この結果を基に年間線量率を評価した結果、石英内部の放射性核種濃度が年間線量率に寄与する割合が大きい試料が存在することを明らかにできた。この石英内部の放射性核種濃度を考慮した年間線量率と蓄積放射線線量から見積もられたRTL年代値は、他の年代測定法による年代値と調和的であった。これらの結果をまとめた論文は国内の学術誌2報に印刷中であり、外国学術誌にも投稿中である。なお成果の一部は、イギリス(リバプール)で開催のルミネッセンス年代測定関連の国際会議(2006年9月)、中国(香港)で開催されたアジアルミネッセンス年代測定の国際会議(2006年10月)で発表した。

由于与电离辐射的相互作用而导致的晶体中杂质位点的绝缘无机材料，例如石英捕获了质量的杂质位点。通过加热再次释放捕获的电子，并与孔重新组合引起热发光（TL），这是与脱离激发有关的发射。捕获的电子的数量与最后加热后随后的辐射剂量成正比，因此可以根据发光发射的量来评估被解雇的考古文物等累积辐射剂量。此外，通过估计石英颗粒每年暴露于每年暴露的辐射剂量（年剂量率），可以评估其进度年龄，因为它们是最后加热以来的。可以从北海道的Toya火山灰层中提取的石英颗粒观察到红色TL（RTL），并测量了涉及该RTL的捕获电子的活化能，并计算了被捕获的电子的平均寿命。结果，从理论上证实，捕获的电子可以稳定存在数十万年，并且RTL的发射对于第四纪约会有效。此外，只有通过将脉冲时间间隔分析方法应用于 ^<214> pO和 ^<216> pO的输出脉冲中，才能进行区分定量，这是在土壤和石英中包含的极少量放射性核素，以及假设辐射平衡的极少的放射性核素。基于这些结果，评估了年剂量率，并揭示了石英中有大量放射性核素浓度的样品有助于年剂量率。考虑到石英中的放射性核素浓度，从年度剂量率和累积辐射剂量估计的RTL年龄值与其他约会方法获得的年龄值和谐相处。目前，一份概述了这些结果的论文正在印刷两种日本学术期刊，目前正在提交给外国学术期刊。其中一些结果在英国国际发光约会会议（2006年9月）和中国亚洲发光约会（2006年10月）的国际亚洲发光约会会议上提出。