裂變徑跡

裂變徑跡法,是根據礦物中U、Th放射性同位素自發裂變產生的徑跡數和自發裂變的速度來進行年齡的測定。

基本介紹

  • 中文名:裂變徑跡
  • 外文名:fission track
  • 類型:理論
  • 領域:核物理
  • 相關:U、Th放射性同位素
簡介,計算方式,

簡介

一種用核技術進行測年的方法。

計算方式

徑跡數目與礦物年齡成正比。礦物中能產生裂變徑跡的重核有U、U和Th。它們的自發裂變半衰期分別是 1.01×10年、3.5×10年和大於10年。所以天然樣品中U的裂徑跡約占99.97%以上,而U和Th的裂變徑跡在年齡測定中可忽略不計。
若假定自發裂變徑跡在礦物中的分布是均勻的,則單位體積內的裂變徑跡數目(C)與U含量、礦物存在時間及U的自發裂變常數成如下關係
式中U為每立方厘米樣品中U的原子數,λf為U的自發裂變常數(6.85×10/年),λ為U的總衰變常數,t為礦物年齡。
自然狀態的裂變徑跡非常細小。通過選擇適當的化學試劑在一定條件下對礦物磨光面進行腐蝕處理(蝕刻),蝕刻後的徑跡,在顯微鏡下可放大到200~1000倍。若自發裂變徑跡和誘發裂變徑跡(即通過熱中子照射產生的徑跡)的蝕刻條件完全相同,則裂變徑跡法計算年齡的公式為
式中ρs為在蝕刻表面觀察到的徑跡密度,ρi為蝕刻後看到的誘發裂變徑跡密度,σ 為U的熱中子誘發裂變截面(582×10平方厘米),Φ為熱中子劑量,I=U/U=137.88。
套用此公式計算年齡時須滿足下列要求:①自發裂變的半衰期是恆定的;②U/U比值是一個常數;③所有的自發裂變徑跡是U產生的,而所有的誘發裂變徑跡都是U經熱中子照射誘發產生的;④自發裂變徑跡和誘發裂變徑跡的蝕刻條件相同;⑤樣品形成以後保持封閉體系。
裂變徑跡法測定年齡的樣品適應性廣,只要樣品中產生的自發裂變徑跡密度大於1~10/平方厘米,均可選用。如磷灰石榍石鋯石白雲母等。

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