瓷器热释光检测原理
热释光检测原理
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热释光检测原理
嘿,朋友!今天咱来聊聊热释光检测原理。
你知道吗,热释光检测就像是一个超级侦探,能帮我们解开很多秘密呢!
比如说,我们有一件古老的瓷器,怎么知道它是真的古老还是现代人仿造的呢?这时候热释光检测就大显身手啦!它能检测出这件瓷器在过去曾经经历过的辐射。
热释光检测的原理其实并不难理解。
就好比我们人会留下记忆一样,那些被检测的物品也会留下它们所经历的各种痕迹。
热释光检测就是能捕捉到这些痕迹的高手!想象一下,一件物品长期处在有辐射的环境中,它就像吸饱了能量的小海绵。
当我们用专门的仪器去激发它时,它就会释放出这些储存的光,这光就是热释光呀!这难道不神奇吗?我的天呐!
再举个例子,一块古老的石头。
我们怎么判断它的年代呢?热释光检测就能给出答案!它能细致地分析出石头所经历的岁月痕迹。
哎呀呀,是不是很厉害!
热释光检测在文物鉴定、地质研究等很多领域都有重要的应用呢。
它就像一把神奇的钥匙,帮助我们打开那些隐藏在时间背后的秘密之门。
所以说
呀,科技的力量真的是太强大了,能让我们看到以前看不到的东西,了解到以前不知道的事情。
总之,热释光检测原理真的超有趣,也超级有用!它让我们可以更深入地探索历史和自然的奥秘,这可真是太棒啦!。
『撬开』文物的嘴巴需几步
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『撬开』文物的嘴巴需几步作者:***来源:《青少年科技博览》2024年第01期在我们的印象中,考古就是在地里不停地“挖呀挖呀挖”,其实挖出文物只不过是“万里长征迈出了第一步”。
要读懂文物蕴藏的历史密码,听懂它们发出的呢喃细语,还需要繁复的科学研究和论证。
无机文物考古无机文物是按照材质对文物进行分类的两大类之一。
具体来说,就是指瓷器、金属器、陶器、玉器,以及玻璃器等由无机物质构成的文物。
它们具有无机化学性质,是最不易受外界环境影响的文物。
1992年,在江苏省扬州市一座东汉早期的墓室中,考古人员发现了一件特殊的文物,那是一把由固定尺和活动尺构成的铜制卡尺。
这就是声名鹊起、被人们津津乐道为王莽穿越证据的汉代“游标卡尺”。
毋庸置疑,这是一件货真价实的无机文物。
那么,我们如何确认它就是王莽新朝时期的物品呢?如果简单地认为,既然是从东汉早期墓室中出土,自然就是王莽新朝时期制作的物品,这显然无法消除大家心中的疑虑。
实际上,古人常常将前朝的东西作为陪葬品放进墓穴。
众所周知,铜铁器、金银器等金属文物,代表了古代冶炼和金属工艺的杰出成就。
随着合金冶炼、金属制作等工艺不断进步,不同朝代的金属器物从外观到各种金属元素含量的比例都大有不同。
比如说,曾侯乙青锏器上有了错金银工艺;秦始皇的青铜器上出珊了镀铬防锈技术。
我们可以使用分光光度法、原子光谱分析法、X射线荧光光谱法等很多办法,在不损坏文物的前提下,准确得知它的金属组成成分。
然后,我们再对以前出土的同时代金属文物成分进行比对,大致就能知道它的确切年代。
我国古人常喜欢在金属器上篆刻铭文,或说事,或说理,或者仅写上制作者的名字。
比如说,著名的毛公鼎上499字的铭文,就是周宣王告诫及赏赐大臣毛公的策命辞。
考古学家对金属器上铭文的分析,再加上金属成分、含量以及制作工艺的综合分析,就能准确判断出它的年代。
断代技术和结构分析技术,也是帮助考古学者读懂文物的方法。
所谓断代技术,就是采用科学的方法来确定某器所属的年代。
热释光 原理
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物流经济管理模式及其战略发展决策分析物流经济管理模式是指为了实现物流效益最大化和整体优化的目标,以物流为核心,采用一定的管理方法和技术手段,对物流活动进行全面规划、组织、指导和控制的一种管理方式。
物流经济管理模式的选择和决策对于企业的物流运营和发展具有重要影响,下面就物流经济管理模式及其战略发展决策进行分析。
一、物流经济管理模式的分类1. 传统物流经济管理模式:以降低物流成本为主要目标,重点关注物流环节中的各个环节的效率和成本控制,采取线性管理模式,即各个环节分工互不影响,各司其职。
2. 现代物流经济管理模式:以提高物流效率和增加附加值为主要目标,强调物流各个环节之间的协调,采取可持续发展的管理模式,即通过优化物流系统和整合资源,实现物流过程中各环节的协调运作。
二、传统物流经济管理模式的优势和劣势1. 优势:(1) 分工精细:降低了物流成本,提高了效率。
(2) 细节把控:各个环节互不影响,可以精确控制每个环节的质量和时间。
(3) 易于实施:传统物流模式相对简单,易于实施。
2. 劣势:(1) 环节孤立:各个环节之间缺乏协调性,导致物流过程中信息传递不及时,容易出现问题。
(2) 低效率:由于缺乏全局的规划和协调,容易导致资源浪费,效率低下。
(3) 适应性弱:传统物流模式的适应性较弱,不利于应对市场变化和需求变化。
三、现代物流经济管理模式的优势和劣势1. 优势:(1) 协同效应:各个环节之间有机组合,相互之间协作,强调信息共享和沟通,提高物流的响应速度和效率。
(2) 附加值提升:通过整合资源和创新服务模式,提高物流附加值,增加企业竞争力。
(3) 可持续发展:现代物流模式注重环境保护和资源利用,实现可持续发展。
2. 劣势:(1) 资源投入较大:现代物流模式需要投入大量的资源进行信息技术建设和组织调整。
(2) 管理难度加大:由于现代物流模式涉及到多个环节和利益相关方,管理难度较大。
(3) 应对复杂环境的挑战:现代物流模式需要应对市场竞争、技术变革等多种复杂环境的挑战,需要不断进行创新和调整。
热释光 标准
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热释光标准
热释光测试是一种材料无损检测技术,它利用晶体在受热释放记忆时可以发出可见光,通过光强变化来研究材料的使用寿命。
热释光测试技术可以用来测量从石器时代到现代的陶瓷、玻璃、硅酸盐、塑料、水晶、贝壳等材料的使用时间。
热释光测量结果不受操作人员的主观因素影响,也不受环境因素的干扰,具有很好的重复性和可再现性。
此外,热释光测量结果可以与标准样品进行对比从而得出精确的时间测量结果。
热释光测量时间精度取决于样品本身和测量条件,如加热温度、加热时间等。
因此,热释光标准可能因不同的测量条件和样品性质而有所差异,建议在使用热释光测试时,遵循专业测量机构或实验室的指导或标准操作程序。
如有需要,可以咨询专业的材料测试机构或化学实验室以获取更具体的信息。
热释光前剂量饱和指数法测定中国古瓷器年代_王维达
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中国科学E辑技术科学 2006, 36(5): 525~540 525热释光前剂量饱和指数法测定中国古瓷器年代王维达*夏君定周智新(上海博物馆文物保护与考古科学实验室, 上海200050)摘要利用热释光断代中前剂量饱和指数回归来测定瓷器古剂量, 测定了瓷器古剂误差为15% (±1σ), 年剂量测定误差为17% (±1σ), 年代测定的总误差为23% (±1σ), 这样的误差保证了古瓷器真伪鉴定的正确性. 应用结果表明, 该方法对瓷器年代的可测率在95%左右, 真伪鉴定的正确率在95%以上. 叙述了这个方法测定瓷器古剂量的原理和方法, 介绍了39件中国历代瓷器样品热释光年代测定结果和测量中的各项数据.关键词古瓷器热释光测定年代前剂量技术饱和指数回归中国一向以“瓷国”著称于世. 我国古瓷器价格昂贵, 其中珍品更是价值连城. 但是在经济利益驱动下, 仿制品泛滥成灾, 有时连文物鉴定专家也难辨真伪, 这不仅给国家和个人造成巨大的经济损失, 还产生恶劣的社会影响, 严重地损害了我们“瓷国”荣誉. 古瓷器真伪问题长期困扰着文物收藏家, 人们迫切需要一个测定古瓷器年代的方法. 热释光断代就是测定古陶瓷烧制年代的一个重要方法. 其中, 陶器热释光测定年代已基本上成功, 但是瓷器热释光测定年代仍然非常困难, 即使在国际上还有很多问题没有解决, 甚至出现了把现代的测成古代的错误. 为了解决古瓷器真伪鉴定问题, 研究了一个热释光前剂量饱和指数法测定年代技术:热释光年代 =古剂量年剂量,其中, 古剂量是瓷器自烧成以来所累积的自然辐照剂量, 用热释光技术测定; 年剂量是瓷器一年吸收的自然辐照剂量, 它是通过放射性测量和化学成分分析得到. 热释光测定年代主要是研究古剂量的测定.收稿日期: 2005-04-07; 接受日期: 2005-07-20*E-mail: labwangwd@526中国科学E辑技术科学第36卷前剂量技术是热释光测定年代中的一个特殊方法, 它是测量瓷器中石英110℃热释光峰灵敏度的变化. 这个峰在室温中的半衰期只有1 ~ 2 h, 所以在自然热释光中已不存在. 但是这个峰有一个记忆效应, 它能够“记住”以前辐照的剂量, 只要将样品加热到激活温度, 用一个小的试验剂量(几十mGy)就可以把这个峰“回忆出来”, 而且其灵敏度可以达到供精确测量的程度. 因为这个峰的灵敏度变化正比于以前辐照的剂量(即天然辐照累积剂量)和两次激活之间所加的剂量(即实验室标定剂量), 所以瓷器古剂量就可以从这个灵敏度变化的函数关系中得到. 这就是“前剂量技术”.1剂量D和灵敏度S的关系早在1983年, 英国牛津大学考古与艺术史研究实验室Stoneham已经报道过瓷器热释光测定年代[1]. 她使用的前剂量方法是国际上流行的标准方法, 也就是热释光灵敏度和剂量呈线性关系的方法. 但是这个关系只有在剂量为几个Gy以内才是正确的, 超过这个范围, 两者就出现了次线性关系. 事实上, 非线性现象已经研究了许多年. 早在1978年, 以色列Tle-Aviv大学的Chen已经提出了灵敏度变化的饱和指数形式[2]. 后来, 英国牛津大学的Aitken[3]、Chen等人[4~6]、英国Durham大学的Bailiff[7,8]、香港城市大学的Leung等人[9]进一步研究了灵敏度变化的非线性响应和指数模式. 为了瓷器年代测定, 我们也作了一些非线性研究, 特别对剂量在几个Gy范围内的灵敏度响应做了详细的分析. 结果发现, 线性范围非常狭窄, 即使剂量在几个Gy内, 灵敏度与剂量也呈现出次线性关系[10]. 只有在某些情况中, 次线性才可以近似地当作直线. 在这些情况中, 把灵敏度和剂量的次线性关系当作线性关系来处理, 误差不是很大, 但是标定剂量受到限制, 因为一个大的标定剂量将导致一个严重的非线性. 相反地, 一个小的标定剂量又不足以诱发一个能精确测量的热释光, 特别对瓷器年代测定更是这样. 因此, 对大于距今几百年的瓷器, 用标准方法(即线性法)测量得到的热释光年代远大于瓷器的真实年代, 甚至会出现把现代瓷器测成古代瓷器的错误.在灵敏度变化研究中, Leung等人提出了一个用指数回归计算古剂量的方法, 他们用天然石英和从古代砖头中选出来的石英进行了一些实验[9], 并将指数回归和标准方法(即线性回归)进行了比较. 结果表明, 用指数回归得到的计算值非常接近实验室“古剂量”的实际值(对天然石英)和古代砖头的年代, 而用标准方法得到的计算值比实际值大1.5~2倍[9]. 因此, 指数回归比线性回归合理. 石英110℃热释光峰的前剂量效应已经由Zimmerman等人作了解释[2,3,11]. 根据能级模型, 110℃热释光峰灵敏度变化是空穴和电子在释光中心复合几率的变化. 释光中心的空穴陷阱数量与热激活温度和辐照剂量有关. 当热激活温度和试验剂量固定不变时, 辐照剂量就成为灵敏度变化的函数, 这样, 辐照剂量就可以从测量得到第5期 王维达等: 热释光前剂量饱和指数法测定中国古瓷器年代 527的灵敏度变化进行估算.不难解释灵敏度S随剂量D增加的变化规律. 因为空穴的俘获是随机事件, 所以R陷阱的变化规律为d d RD= −1BR,(1)其中, 1/B为俘获几率. 解(1)式, 可以得到R = R0e−D/B, 其中, R是晶体接受剂量D后剩下来未俘获的空穴陷阱, R0是空穴陷阱总数, B是一个常数, 也可以称其为平均剂量, 是使R下降到只有R0的36.7%时的剂量. 显然, R0 −R = R0(1− e−D/B )就是被俘获的空穴数. 它们被转移到L陷阱就成了释光中心, 也就是由剂量D所增加的灵敏度S. 所以S = R0 (1−e−D/B). (2)(2)式中的R0是陷阱总数, 也是最大可以俘获的空穴数, 当然也是最大可以增加的灵敏度S∞. 它表示剂量D增加到无穷大时的灵敏度, 称其为饱和灵敏度. 于是,(2)式改写成S = S∞(1−e−D/B). (3) (3)式已在1978和1991年由Chen和 Bailiff等人提出[2,7].2剂量D的估算Bailiff 用图示说明了一个样品在一个连续的“固定剂量和热激活”循环作用下灵敏度变化规律[7,8]. 图1是根据Bailiff的方法, 得到的一件明代青花瓷器样品图1 一件明代青花瓷器样品的热激活和辐照熄灭曲线热激活曲线(由方块点组成)和辐照熄灭曲线(由圆点组成). 图中X轴是累积剂量,528 中国科学 E 辑 技术科学 第36卷Y 轴是热释光灵敏度. 在图1中, 方块点是激活灵敏度值, 圆点是熄灭灵敏度值, 箭头↓表示辐照熄灭效应, 斜线表示热激活. 只要S 是D 的指数函数, ∆S i 一定是S i 的线性函数, 其中, ∆S i = S i +1 − S i , S i 和S i +1分别是这一步的激活灵敏度(例如图1中的S N )和下一步的激活灵敏度(例如图1中的S N+β), 也就是∆S 1 = S N+β − S N . 同理, ∆S 2 = S N+2β − S N+β, 以此类推. 于是古剂量P 就可以根据∆S i 和S i 的线性关系进行计算, 这是容易证明的. 根据公式(3), 可以得到11(1e )i D B i S S +−+∞=− 和 (1e )i D B i S S −∞=−.将上面两式变项, 则 11e i D Bi S S S +−∞+∞−=, (4)e iD B i S S S −∞∞−=. (5)(4)式除以(5)式, 得到 1()1e i i D D B i iS S S S +−−∞+∞−=−,即1−1()11e i i D D i iS S S S +−−∞+∞−=−−. (6)令β =为每次增加的固定剂量, (6)式变为1(i D D +−)i ()1()1e B i i iS S S S S S β−∞∞+∞−−−=−−,即11e Bi iiS S S S β−+∞−=−−.运算以后为1(1e )()B i i i S S S S S β−+∞−=∆=−−i(1e )(1e )B i S ββ−−∞=−−−S . (7)令 (1e )B a S β−∞=− (8)和 (1e )b β−=−−, (9)于是i S a bS i ∆=+. (10)(10)式表示∆S i 和S i 是线性关系. 其中a 是直线的截距, b 是直线的斜率. 从公式(8)和(9)得到和B :S ∞第5期 王维达等: 热释光前剂量饱和指数法测定中国古瓷器年代 529b /S a ∞=−, (11)/ln(1)B b β=−+. (12)有了和B , 就可以计算古剂量P . 令S S ∞0为原始灵敏度, S N 为天然累积剂量激活灵敏度. 将公式(7)中的β 换成P , 于是00()(1e P B N S S S S −∞−=−−). (13)解公式(13), 古剂量P 就可以从下式得到:00ln 1N S S P B S S ∞⎛⎞−=−−⎜−⎝⎠⎟. (14)我们称这个方法为“激活法”, 因为它只用图1中的激活灵敏度值. 当激活灵敏度和熄灭灵敏度同时使用时, ∆S i 是这一步的激活灵敏度(例如图1中的S N+β)减去这一步的熄灭灵敏度(例如图1中的S N ↓), 即 ∆S 1 = S N+β − S N ↓. 同理, ∆S 2 = S N+2β − S N+β↓. 以此类推.我们称这个方法为“熄灭法”. 熄灭法计算古剂量P 也用公式(14). 前剂量饱和指数法测定瓷器年代的上限和下限分别为距今1500 a 左右和距今几十年. 这正好适合从唐代到现代的中国古代瓷器年代的测定. 激活法和熄灭法在测定距今100~1000 a 的年代时, 得到的结果是相同的. 但是在测定小于距今100 a 的年代时, 激活法更加准确. 而在测定大于距今1200 a 的年代时, 熄灭法更加准确. 这可能与两种方法的饱和剂量不同有关. 两种方法在测定两个端点年龄时, 显示出各自的优缺点, 这正好给我们有了区别对待的办法: 高端年龄用熄灭法, 低端年龄用激活法, 补充了用一种方法测定年龄的不足. 在实际应用中, 每一个样品都应该用熄灭法测定, 因为从熄灭法测量得到的数据, 既可以用熄灭法计算, 又可以用激活法计算. 如果用激活法测量, 因为激活法不测量熄灭灵敏度, 就无法用熄灭法计算.3 中国历代瓷器的年代测定瓷器取样是用金刚砂空心钻在瓷器底部钻一个小孔. 孔的直径有4, 2.8, 2和1.5 mm 4种, 适合底部大小不同的瓷器. 钻下来的柱形瓷胎样品用精密切割机切成几块厚度为0.2 mm 的圆形薄片, 就可以用于热释光测量. 切割机是美国ULTRE TEC 公司生产的, 型号Microslice 2. 样品在钻孔和切割过程中始终用水冷却. 热释光测量是使用组合式的全自动的热释光/光释光测定年代系统, 型号Risø TL/OSL-DA-15, 丹麦Risø 国立实验室生产. 试验剂量和标定剂量是用同一个实验室β源辐照. 这个源安装在测定年代系统中, 可以联接到样品变换器, 由软件控制对样品进行原地辐照. 放射性β源是一个90Sr-90Y 平板源, 型号SIPK, 强度1.48GBq, 由英国Amersham 放射化学中心生产.530中国科学E辑技术科学第36卷3.1热激活特性(TAC)曲线测定取一个制备好的瓷器样品, 用多次激活方法测定热激活特性曲线. 通常样品从150℃开始加热, 每隔50℃加热一次, 直到700℃, 加热速率为2℃/s. 测量每次加热后的激活灵敏度S, 作灵敏度随加热温度变化的曲线, 即TAC曲线. 图2和3是两件不同的明代青花瓷器样品C34-2和C104-9的TAC曲线. 虽然它们都是明代青花瓷器, 但是两者的灵敏度差别非常大. C34-2的灵敏度比 C104-9的灵敏度大66倍(在峰的位置). 图2和3分别是我们测量得到的灵敏度最高和最低的两件瓷器. 我们称TAC曲线上灵敏度最高处(即峰的位置)的温度为“完全激活温度”, 测量瓷器样品灵敏度S时所选择的温度就是这个热激活温度. 图2和3中这两件瓷器热激活温度都在650℃左右, 这是中国古代瓷器典型的热激活温度.图2 明代青花瓷器样品C34-2的TAC曲线图3 明代青花瓷器样品C104-9的TAC曲线3.2热释光灵敏度S测量在实际应用中都是用熄灭法测定. 取一个制备好的样品, 按照下列步骤测量热释光灵敏度S:第5期 王维达等: 热释光前剂量饱和指数法测定中国古瓷器年代 531(ⅰ) 样品加热到150℃, 加热速率5℃/s, 下同.(ⅱ) 测量110℃热释光峰的灵敏度S0(大多数瓷器的峰都在95 ~ 115℃之间), 测量时使用一个固定的试验剂量, 下同.(ⅲ) 加热到激活温度, 典型的为650℃, 加热速率2℃/s, 下同.(ⅳ) 用相同的试验剂量测量灵敏度S N.(ⅴ) 给样品施加一个标定剂量β, 测量β辐照熄灭灵敏度S N↓.(ⅵ) 将样品加热到相同的激活温度.(ⅶ) 用相同的试验剂量测量灵敏度S N+β.(ⅷ) 重复步骤(ⅴ)~(ⅶ), 测量灵敏度S N+β↓和S N+2β.步骤(ⅰ)是为了去掉样品加热时产生的杂质讯号.图4是宋代吉州窑瓷器样品C82-8的灵敏度曲线. 这个瓷器样品的激活温度是97℃, S是87 ~ 117℃峰位处的热释光强度积分值. 图4中从上到下7条曲线的积分值分别为342, 6781, 1036183, 726267, 1296429. 982709和1438903. 步骤(ⅰ) = 342, 这个读数在计算古剂量时不需要, S0 = 6781, S N = 1036183, S N↓ = 726267, S N+β= 1296429, S N+β↓ = 982709 和S N+2β= 1438903. 读数的单位是计数/s.图4 吉州窑瓷器样品C82-8的灵敏度曲线3.3古剂量P估算令∆S1 = S N+β−S N ↓, ∆S2 = S N+2β−S N+β↓, 将(S N↓, ∆S1 )和(S N+β↓, ∆S2)数据对作线性回归, 得到直线的截距a和斜率b. 根据S∞= −a/b和B = −β/ln(1+b)得到饱和灵敏度S∞常数B. 有了S∞和B, 就可以用公式(14)计算P. 表1列出了39件古代瓷器和碎片测量得到的91个古剂量P.−532 中国科学 E 辑 技术科学 第36卷样品号S 0S NS N ↓S N+βS N+β↓S N+2βS ∞B /mGy P /mGy C11-3 28 113 62 249 139 347 576 16286 2174 C11-4 24 86 49183 107241 298 9896 1890 C23-1 99 41893029 6022 44637215 1411815590 4943 C23-2 53 26651965 3336 26563634 4369 5946 5094 C23-7 63 31882187 4433 33935154 7771 9528 4361 C25-10 21 1044548 3720 21485089 2244531334 1026 C25-11 28 173**** **** 32597356 19815172471119 C26-1 28 87 51 251 151 338 1565 33605 925 C26-2 22 9256261 154 342 1181 24331 1062 C26-8 25 114 68 317 193 396 744 10714 977 C28-6 25 169 101 312 206 376 638 107402426C28-7 20 158 95 318 220 306 299 S N+2β<S N+βC31-5 88 266 161 695 454 914 2271 16794 992C32不能被激活C34-1 43 20861521 4849 38366412 1177012828 2008 C34-4 27 30372305 6962 53138761 1457510532 2005 C34-5 62 22861758 4774 38096010 933996662189 C37-2 36 271 168 751 509 1017 2806 21368 1458 C37-3 21 199 121 546 360 730 1984 20645 1528 C41-3 43 490 266 875 542 1032 1673 8646 2335 C41-4 70 466 265 860 542 994 1418 6746 1910 C41-5 93 527 322 929 575 1042 141860701973 C44-4 79 362 235 644 452 806 1831 16527 2476 C49-9 31 25721564 3085 21273479 6658 13833 6252 C53-2 21 241 177 447 342 557 1001 13229 2933 C53-3 33 194 143 408 311 529 1087 15886 2205C53-4 16 218 155 427 333 561 1269 18795 2867 C53-6 21 200 146 404 318 541 1438 23615 2772 C63-7 373 13095481788 778 1977 7399245573075 C64-2 71 158 120 235 186 295 1474 59947 3399 C64-3 80 160 123 227 183 280 1069 460133424 C64-4 72 138 109 202 164 263 线性 3240 C65-1 18 280 147 628 362 755 132393401657 C66-4 48 730 405 1679 10272133 5133 16036 1861 C68-5 32 164 127 329 259 432 1030 193222308 C68-6 31 107 88 215 173 313 线性2613 C79-2 18 528 278 828 528 994 1913 12779 3588 C79-3 18 542 326 935 622 1118 1910 10858 3077 C79-4 11 536 326 842 57010061855 126393809 C82-8 68 103627263 12964 982714389 200928343 5585 C82-9 73 110037565 13575 1031414843 187196337 5155 C83-2 8 103 53 130 78 143 228 8508 4355 C83-3 15 178 86 234 135 270 637 15659 4320 C85-3 29 75 42 154 90 187 411 13577 1280C85-4 22 63371347715727996031228表1 39件古瓷器和瓷片样品91个古剂量P 的测定结果(S 的单位为×10计数·s 2) 1第5期 王维达等: 热释光前剂量饱和指数法测定中国古瓷器年代 533续表1样品号S0S N S N↓S N+βS N+β↓S N+2βS∞B/mGy P/mGyC89-3 47 276 156 641 396 885 线性1865C89-4 29 356 210 772 467 965 2481 17260 2029C90-3 217 547 423 1407 10721791 2837 9368 824C90-4 220 513 391 1325 998 1731 2977 10941 795C93-1 12 278 186 634 460 824 1652 13454 1942C93-2 15 284 188 504 368 655 2154 28016 3330C93-3 19 263 174 535 391 712 2156 24399 2530C95-2 24 544 331 1144 738 1545 线性2981C95-3 30 553 334 1138 727 1467 5283 27615 2463C95-4 27 554 336 1196 767 1450 2429 9269 1862C96-6 54 626 401 1591 10471997 3615 10896 1460 C97-1 36 119 98 165 145 202 423 21457 4728 C97-2 13 112 98 167 147 209 564 30561 5621 C97-3 31 114 95 161 141 197 429 22455 4738 C97-4 16 140 114 191 163 225 366 13454 5455C98-2 9 104 86 152 130 187 416 21882 5173 C98-3 11 107 89 137 118 158 257 14614 6801C98-4 21 102 83 134 112 155 263 14794 5561C99-2 23 238 96 345 156 388 978 16111 3659C99-3 24 233 91 378 170 483 线性3284C99-4 34 284 109 395 177 447 1462 22614 3905C99-5 28 227 91 360 155 399 775 10667 2866C99-6 50 486 208 787 399 961 6735 57472 344370 171 102 260 163 307 801 19139 2414 C102-1C102-2 50 159 89 249 149 299 1084 27990 2677C103-2 11 62 38 157 102 210 751 26865 1473C103-3 12 61 37 150 97 194 460 15741 141253 190 139 304 228 362 613 12205 3005 C104-2C104-3 57 179 128 298 226 384 1559 41458 3101C104-4 69 163120 247 193 312 1210 42299 3209C104-6 66 149117 235 185 298 1866 75396 3119C105-2 29 652435 1480 10711966 4859 19475 2259 C105-3 29 595395 1249 891 1590 3141 14093 2403 C105-5 32 533345 1173 832 1569 4778 25388 2402C107-6 75 22471466 3815 26834721 1065416610 3380C107-7 99 692454 1171 829 1484 4887 27825 3241C107-8 42 1229796 1878 13042175 3394 9108 3547C253-5 106 1444627 2093 998 2236 3004 5111 2725C256-6 56 51803334 5910 42346355 8437 6979 6161C256-7 54 50183140 5512 37645764 7131 5436 6134C256-8 68 49083062 5468 37475718 6856 4878 5653C264-2 46 525344 871 620 1071 2271 15351 3291C278-3 35 711386 723 440 767 2182 23585 8479C278-4 60 751409 739 444 768 2346 26262 9022 表1中测定值号码不连续的情况需要说明一下. 那些空缺的号码主要是用于534中国科学E辑技术科学第36卷其他测量, 因为对灵敏度波动大的样品在平行样品测量中需要监控一下, 这些号码在监控时用掉了(仪器测量程序不允许号码重复). 有的测定值号码从很后面开始, 前面的号码也是用于这个样品的各种试验. 当然, 在平行样品测定值中也有因仪器灵敏度漂移、样品盘转动时使样品位置发生变化等原因而出现数据明显不正常、甚至混乱的情况, 这些测定值就不用了. 对测定结果正常, 但是数据偏离比较大的, 我们用“t检验”决定是否舍弃. 由于上述多种原因, 使每个样品的平行测定值号码都变得没有规律.3.4古剂量P的测量误差表1列出了39件瓷器样品91个古剂量P测定结果, 其中编号为C28-7, C64-6, C68-6, C89-3, C95-2和 C99-3的样品, 由于∆S2 >∆S1, 无法回归, 所以测量不到S∞和B值. 但除了C28-7以外, 其他5个样品∆S2比∆S1大得不多, 两者比较接近. 说明该样品的测量范围处于线性或近似线性阶段, 可以用线性回归. 所以凡是表明线性的样品都是用线性回归的结果. 编号为C32的样品, 因为不激活, 所以不能测定年代.为了检验前剂量饱和指数法的可靠性及其存在的误差, 一般都用已知年代的瓷器碎片进行试验. 但是要找到年代非常确切的瓷器碎片是很困难的. 即使有年款的碎片, 还会因为年剂量的测量误差, 影响对古剂量判断的准确性. 所以最好的办法还是用实验室标准剂量进行模拟. 这样测到的古剂量与已知剂量之间的误差, 就完全由饱和指数法本身产生. 为此, 我们选择了一些来自全国不同地方的古瓷器仿制品. 这些仿制品的烧制年代均小于距今20 a, 这样, 样品中的天然累积剂量可以忽略, 因为这些天然累积剂量远小于模拟古剂量. 给制备好的瓷器样品辐照一个已知的实验室β剂量, 作为模拟古剂量, 然后将其加热到150℃, 排空110℃陷阱中的电子, 用熄灭法测其模拟古剂量P, 与辐照的已知剂量进行比较. 这些模拟古剂量分别相当于清代、明代和唐代的自然辐照累积剂量. 这个实验见文献[12]. 在这个实验中, 用熄灭法测量了14个样品35个古剂量, 这个古剂量是用测量值/已知值之比来表示的. 这个比率的平均值是0.99, 即测量剂量比已知剂量小1%, 误差为15%(±1σ). 这个结果是满意的. 为此, 在熄灭法中, 假定古剂量测量误差为15%(±1σ).3.5年剂量D的测量瓷器的年剂量由两部分组成. 主要部分是瓷胎中的U, Th和K提供的β剂量(Rb的含量很低, 忽略), 其次是环境提供的γ剂量和宇宙射线剂量. 另外, α辐照效率在前剂量中是非常低的, 典型值是0.01, 这样低的效率说明在细粒(直径3~8 µm)样品中, 它对年剂量的贡献一般不会超过5%, 在粗粒(直径0.1 mm)样品中可以忽略[3]. 因此在前剂量测定年代中, 用厚度0.02 mm瓷片样品测其古剂量时, α剂量可以忽略.瓷器内部天然的U系和Th系提供的β年剂量用厚源α粒子计数法测量. 厚源α粒子计数仪由英国牛津Littlemore Scientific Engineering (ELSEC)公司产生, 型号7286. 瓷胎中的K含量用X-射线荧光分析测量. 在厚源α粒子计数仪中, ZnS屏和样品的直径都是42 mm, 对一个Th系和U系放射性含量相同的样品, 仪器的电子阈因子为0.835. 厚源α粒子计数法详细情况见文献[13]. 在这个方法中, 对一个只有Th系的样品, β年剂量Dβ = 0.057α&, 对一个只有U系的样品, Dβ = 0.086α&,对一个Th系和U系放射性相含量同的样品,Dβ(Th+U) = 0.072α& (mGy/a), (15)其中, α&是厚源α粒子计数仪测量到的样品总α计数率, 单位为计数/ks. 在样品Th/U比率不知道的情况下, 总α计数率α&转换成β年剂量Dβ的误差不是很大, 详见文献[14]. Dβ和K含量C K的关系为Dβ(K) = 0.83C K (mGy/a)[3], (16) C K是用能量色散X-射线荧光分析仪测量的, 单位为%.由于瓷器的保存环境是不知道的, 所以环境γ辐射年剂量加宇宙射线年剂量Dγ+C采用一个典型值1mGy/a. 于是, 瓷器的年剂量为D= [ Dβ(Th+U) +Dβ(K)+Dγ+C] (mGy/a). (17)在真伪鉴定中, 一般不测定年剂量, 因为取样量比较大, 对器物有影响, 所以用平均年剂量计算年代. 表2中32个样品的平均年剂量D= 4.9 ± 0.85(17%,±1σ) mGy/a. 用这个平均年剂量计算的年代, 对真伪鉴定是没有问题的. 但是中国历代瓷器种类繁多, 不同类型的瓷器由于时代和产地不同, 瓷器中放射性含量也不尽相同, 如果有条件的话, 对每一类瓷器都测定出一个平均年剂量, 那么在鉴定各类瓷器真伪时, 使用各类瓷器自己的平均年剂量, 这对减少年代测定误差将大有好处.3.6古瓷器热释光年代表3列出了39件中国古代瓷器和瓷片的热释光年代, 年代 =古剂量/年剂量,其中C34, C49, C65, C107, C253, C256, C264和C278因为是完整器物, 不能取样测定年剂量, 所以用D= 4.9 mGy/a计算年代.39件瓷器碎片(C32不能测定)年代测定结果列于表3. 表3同时列出了这些瓷片的考古年代. 热释光年代与考古年代之比也列于其中. 考古年代有一个时间界限, 我们比较时取它的中间值. 从表3可以看到, 38件瓷片的平均热释光年代与考古年代之比的平均值为 1.10, 即TL年代比考古年代大10%. 一个标准偏D β/mGy ·a -1样品号K 含量/%α计数率 /计数·ks−1D γ+C /mGy ·a -1D /mGy ·a −1C11 2.45 20.53 1.48 2.03 1 4.51C23 3.86 22.91 1.65 3.20 1 5.85 C25 2.81 15.42 1.11 2.33 1 4.44 C26 2.91 24.72 1.78 2.42 1 5.20 C28 2.40 22.73 1.64 1.99 1 4.63 C31 3.04 28.87 2.08 2.52 1 5.60 C32 2.86 30.44 2.19 2.37 1 5.56 C37 1.38 14.55 1.05 1.15 1 3.20 C41 1.95 18.56 1.34 1.62 1 3.96 C44 2.65 18.45 1.33 2.20 1 4.53 C53 1.88 12.92 0.93 1.56 1 3.49 C63 1.49 25.25 1.82 1.24 1 4.06 C64 4.04 24.17 1.74 3.35 1 6.09 C66 2.75 15.59 1.12 2.28 1 4.40 C68 2.66 13.33 0.96 2.21 1 4.17 C79 2.32 17.66 1.27 1.93 1 4.20 C82 4.12 22.17 1.60 3.42 1 6.02 C83 2.86 27.65 1.99 2.37 1 5.36 C85 2.19 20.66 1.49 1.82 1 4.31 C89 3.07 17.92 1.29 2.55 1 4.84 C90 2.76 18.23 1.31 2.29 1 4.60 C93 2.03 15.86 1.14 1.68 1 3.82 C95 2.81 11.41 0.82 2.33 1 4.15 C96 2.66 19.00 1.37 2.21 1 4.58 C97 4.43 25.05 1.80 3.68 1 6.48 C98 3.84 27.70 1.99 3.19 1 6.18 C99 3.41 21.28 1.53 2.83 1 5.36 C102 3.04 17.52 1.26 2.52 1 4.78 C103 2.52 19.70 1.42 2.09 1 4.51 C104 3.71 21.71 1.56 3.08 1 5.64 C105 2.58 24.72 1.78 2.14 1 4.92 C106 4.1026.711.92 3.40 16.32表3 39件中国古代瓷器和瓷片的热释光年代测定结果a)热释光年代(距今)/a 样品号 器物类型 考古年代(距今)/朝代单一平均热释光年代/考古年代C11-2景德镇青花明代 547 483 0.98 C11-3 (356~632) 485C11-4 419 C23-1吉州窑元代 845 820 1.20 C23-2 (633~730) 871C23-7 745 C25-10 粉彩 清代 (同治) 231 241 1.81 C25-11 (127~139) 251 C26-1景德镇青花清代 (同治)178 1901.43 C26-2 (127~139) 204C26-8188表2 32件中国古代瓷器年剂量测量结果续表3热释光年代(距今)/a 样品号器物类型考古年代(距今)/朝代单一平均热释光年代/考古年代C28-6 钧窑元代502 0.74C28-7 (633~730) S N+2β<S N+β, 不能回归C31-5 景德镇青花清代(雍正)(266~287) 177 0.65C32 哥窑清代(雍正)(266~278) 不激活, 不能测定年代C34-1 青花明代(万历) 410 422 1.04C34-4 (381~428) 409C34-5 447C37-2 白瓷清代(乾隆) 456 467 1.99C37-3 (206~265) 478C41-3 青花元代591 525 0.77C41-4 (633~730) 484C41-5 499C44-4 景德镇青花明代(弘治)(496~531) 547 1.08C49-9 婺州窑唐代(1094~1383) 1276 1.03C53-2 影青元代840 772 1.13C53-3 (633~730) 632C53-4 821C53-6 794C63-7 磁州窑元代(633~730) 759 1.11C64-2 景德镇青花明代(成化) 558 551 0.95C64-3 (514~536) 562C64-4 532C65-1 景德镇白釉瓷明代(永乐)(577~589) 338 0.58C66-4 景德镇青花明代(崇祯)(357~373) 423 1.16C68-5 景德镇青花明代(弘治) 553 590 1.17C68-6 (496~513) 627C79-2 湖田窑青瓷元代854 831 1.33C79-3 (633~730) 733C79-4 907C82-4 吉州窑宋代927 892 1.01C82-7 (722~1041) 856C83-2 枢府元代 8128091.19 C83-3 (633~730) 806C85-3 景德镇青花清代(康熙) 297 291 0.94C85-4 (279~339) 285C89-2 景德镇青花清代(康熙) 478 427 1.38C89-3 (279~339) 385C89-4 419C90-3 景德镇青花清代(道光) 179 176 1.06C90-4 (151~180) 173C93-1 枢府元代508 681 1.00C93-2 (633~730) 872C93-3 662C95-2 景德镇青花明代(天启) 718 585 1.56续表3热释光年代(距今)/a 样品号器物类型考古年代(距今)/朝代单一平均热释光年代/考古年代C95-3 (374~380) 593C95-4 449C96-6 景德镇青花明代(嘉靖)(435~479) 356 0.81 C97-1 龙泉窑元代730 793 1.12 C97-2 (633~730) 867C97-3 731C97-4 842C98-2 龙泉窑元代837 946 1.39 C98-3 (633~730) 1100C98-4 900C99-2 景德镇青花明代(洪武) 683 640 1.04 C99-3 (603~633) 613C99-4 729C99-5 535C99-6 642C102-1 景德镇青花明代(永乐) 505 533 0.91 C102-2 (577~598) 560C103-2 青花清代(雍正) 327 320 1.18 C103-3 (266~287) 313C104-2 景德镇青花明代(天顺) 532 551 1.01 C104-3 (537~544) 550C104-4 569C104-5 553C105-2 景德镇青花明代(嘉靖) 459 478 1.05 C105-3 (435~479) 488C105-4 488C107-6 祭红官窑明代(洪武) 690 693 1.12 C107-7 (603~633) 666C107-8 724C253-5 耀州窑宋代(722~1041) 556 0.63 C256-3 青瓷唐代1257 1221 0.99 C256-4 (1094~1383) 1252C256-5 1154C264-2 青花明代(永乐-宣德)(566~598)672 1.15 C278-3 越窑晋代1730 1786 1.08 C278-4 (1581~1736) 1841a) 表3中的距今年从2001年开始计算. 因为这些样品不是在同一年测定的, 所以热释光年代从公元换算到距今时, 可能有1~2 a误差.差(±1σ)为29%. 这个误差比模拟试验的误差要大一些. 在模拟试验中, 模拟古剂量与已知剂量之比的平均值为0.99, 一个标准偏差(±1σ)为15%. 测定实际古瓷片年代误差比模拟试验误差大是正常的. 主要有两个原因: (ⅰ) 模拟试验中的已知剂量是非常准确的, 而瓷片的考古年代有一个时间界限, 例如明代青花瓷,因为是碎片, 没有年款, 所以它的考古年代可以在距今357 ~ 633 a之间, 这中间相差278 a. 而我们比较时是取它的中间值, 这可能使TL年代与考古年代比较时误差增大, 实际上热释光年代的误差没有这么大; 另外, 表3中列出的皇帝年号是考古学家的分析, 存在一定的误差. (ⅱ) 年代测定时, 还要加上一个年剂量的误差, 年代误差是古剂量误差和年剂量误差的叠加, 所以一个年代误差就比单纯的一个古剂量误差大. 年剂量误差一般为17%(±1σ), 而古剂量误差一般为15% (±1σ), 这样, 年代误差就为23%(±1σ), 我们在实际测定中采用的就是这个误差. 表 3 列出的热释光年代误差虽然要大一些, 但还是符合测量误差的统计分布规律的. 从表3可以看到, 其中误差小于30%(±1σ)的样品有29个, 占总数76%; 误差小于60%(±2σ)的样品有8个, 占总数21%; 误差小于90%(±3σ)的样品有1个, 占总数 2.6%. 由此可见, 误差在一个σ范围的年代还是占大多数(76%). 误差落在两个σ范围的结果, 在鉴定真伪上还是非常有用的. 一个σ和两个σ误差的样品加在一起, 占总数97%. 这说明, 采用本方法, 97%的瓷器都可以鉴定真伪. 为了减少年代测定误差, 每个样品最好测量三次或三次以上, 取其平均值. 有利的是本方法每测量一个古剂量只要用一个制备好的样品. 通常一个柱状样品可以切割成4~6块圆薄片样品, 这样重复测量三次是没有问题的.近几年来, 我们已经用本方法为上海博物馆和全国许多收藏家测定了700多件的瓷器年代, 解决了大量古瓷器真伪问题. 应用结果表明, 古瓷器真伪鉴定的正确率在95%以上, 瓷器年代可测率在95%左右, 达到了非常高的水平.4结论前剂量饱和指数法与标准前剂量法(即线性回归方法)在测定瓷器年代上比较有两个优点:(ⅰ) 提高了可以测定年代的上限. 前剂量灵敏度与剂量的关系过去一直认为是线性的. 实验证明, 这两者关系早在几个Gy之前就呈现出次线性关系. 即使S-D曲线在开始阶段有线性或近似线性部分, 范围也相当小, 只有在D小于B 的百分之一时才可以近似地当作直线, 这个范围只相当于零到几十年的瓷器年龄. 而饱和指数法应用在S-D曲线的指数范围, 这个范围相当宽, 所以可以测定年代的上限也提高了, 一般可以测定到距今1500 a左右.(ⅱ) 提高年代测定的准确度, 降低了可测年代的下限. 因为饱和指数法应用S-D曲线的指数范围, 所以标定剂量和试验剂量都可以加得很大. 这两个剂量增加, 使瓷器样品的热释光灵敏度大幅度上升. 这既减少了测量误差, 提高了测量的精确度和准确度, 又降低了可测年代的下限, 最低可以测到距今几十年左右. 这样, 前剂量饱和指数法可以测定的年代范围为现代到距今1500 a, 这正好把唐、宋、元、明、清和现代大部分需要测定的瓷器年代范围都覆盖了. 而且试验剂量是从最后得到的古剂量中被减去的, 所以试验剂量增加不会影响测量结果的正确性.但是随着热释光断代技术的应用和发展, 新的问题也出现了. 古陶瓷仿制者已经懂得, 只要将现代制造的仿古陶瓷用60Co的γ射线辐照一定的人工剂量, 用热释光测定年代时, 就会得出这件陶瓷器是“古代真品”的错误结论. 早些时候, 这些制假者还不知道人工辐照剂量需要多大, 所以一般都辐照过头. 因为陶瓷黏土中的天然放射性是非常微弱的, 而60Co的γ射线是十分“强大”的, 所以随便辐照, 剂量肯定偏大. 几年前, 我们曾经测到过距今几万年的唐三彩, 这一结果马上可以肯定这些唐三彩都是假的, 这几万年正是人工辐照的结果. 但是现在他们与研究辐照剂量的专业人员结合起来, 人工辐照的剂量已经接近自然辐照剂量就比较难区别了. 因此, 如何识别人工辐照, 成了热释光测定古陶瓷年代又一个新的课题. 我们正在研究的“从α剂量识别陶瓷器的人工辐照”就是解决这个问题的一种方法[15]. 这个方法是从一件陶瓷器中测到的古剂量有没有α成分来判别这件陶瓷器是否经过人工辐照. 当然, 这是另外一个研究课题, 不在此讨论.参考文献1 Stoneham D. Porcelain dating. PACT, 1983, 9: 227—2392 Chen R. Saturation of sensitization of 110℃TL peak in quartz and its potential application in pre-dosetechnique. PACT, 1978, 3: 3277—32913 Aitken M J. Thermoluminescence Dating. London: Academic Press, 1985, 12, 153—1684 Chen R, Yang X H, McKeever S W S. The strongly superlinear dose dependence of thermoluminescence insynthetic quartz. J Phys D: Appl Phys, 1988, 21: 1452—14575 Chen R, Leung L P. Modeling the pre-dose effect in thermoluminescence. Radiat Prot Dosim, 1999, 84:43—466 Chen R, Leung L P. A model for dose-rate dependence of thermoluminescence. J Phys D: Appl Phys, 2000,33: 846—8507 Bailiff I K. Pre-dose dating. In: Science Dating Method. Gokus H Y, Oberhofer M, Regull D, eds.Advanced Scientific Techniques, Vol 1. Eurocourses: Kluwer Academic Publishers, CEC, 1991. 155—1738 Bailiff I K. The pre-dose technique. Radiat Meas, 1994, 23(2/3): 417—4799 Leung P L, Yang B, Stokes M J. A regression method for evaluation of paleodose in the pre-dose technique.Ancient TL, 1997, 15: 1—510 Leung P L, Stokes M J, Wang W D, et al. Study on fine quartz pre-dose technique. Nucl Sci Tech, 1996, 7:85—8911 Zimmerman J. The radiation-induced increase of thermoluminescence sensitivity of fired quartz. J Phys C:Solid State Phys, 1971, 4: 3277—329112 WANG W D, Leung P L, Zhou Z X, et al. Paleodose evaluation of porcelain: a practical regression methodof saturation exponential in pre-dose technique. Nucl Sci Tech, 2001, 12: 154—16013 王维达, 夏君定. 用厚源α计数测定TL和ESR年代中的钍、铀年剂量. 核技术, 1991, 14(2): 101—10814 王维达. 未知钍-铀比的误差分析.核技术, 1993, 16(4): 240—24315 王维达, 梁宝鎏, 夏君定, 等. 从α剂量识别陶器的人工辐照. 核技术, 2003, 26(1): 48—52。
古陶瓷热释光测定年代研究
![古陶瓷热释光测定年代研究](https://img.taocdn.com/s3/m/19eaffebd0f34693daef5ef7ba0d4a7302766c14.png)
古陶瓷热释光测定年代研究古陶瓷热释光测定年代研究是一种常用的考古学方法,通过测定陶瓷中的热释光信号来确定其年代。
这种方法基于陶瓷中的矿物质在受到自然辐射后会积累能量,当受热时会释放出这些能量,产生热释光信号。
通过测量热释光信号的强度和特征,可以推断出陶瓷的年代。
古陶瓷热释光测定年代的研究主要包括以下几个方面:1. 热释光测量方法:热释光测量是古陶瓷热释光测定年代的关键步骤。
常用的热释光测量方法包括热释光光谱法、热释光剂量法和热释光退火法等。
热释光光谱法可以通过测量不同波长下的热释光信号来确定陶瓷的年代。
热释光剂量法则是通过测量热释光信号的强度来推断陶瓷的年代。
热释光退火法则是通过对陶瓷样品进行不同温度的退火处理,然后测量热释光信号的强度来确定陶瓷的年代。
2. 热释光信号特征:热释光信号的特征可以反映陶瓷的年代。
热释光信号的强度和峰值位置可以反映陶瓷中的矿物质含量和组成。
不同年代的陶瓷中的矿物质含量和组成会有所不同,因此可以通过测量热释光信号的特征来推断陶瓷的年代。
3. 校正方法:由于古陶瓷热释光测定年代存在一定的误差,需要进行校正。
常用的校正方法包括现代样品校正和考古年代校正。
现代样品校正是通过测量已知年代的现代陶瓷样品的热释光信号来建立年代与热释光信号之间的关系,然后将这种关系应用于古陶瓷的测定。
考古年代校正是通过与其他考古学方法相结合,如放射性碳测定法和树轮年代学等,来确定古陶瓷的年代。
4. 应用和发展:古陶瓷热释光测定年代在考古学研究中具有重要的应用价值。
通过测定陶瓷的年代,可以推断出陶瓷的制作时间和地点,从而了解古代社会的发展和文化交流。
此外,古陶瓷热释光测定年代还可以用于鉴定和鉴赏古陶瓷,帮助鉴定真伪和价值。
古陶瓷热释光测定年代研究在过去几十年中取得了显著的进展。
随着测量技术的不断改进和校正方法的不断发展,古陶瓷热释光测定年代的准确性和可靠性得到了大幅提高。
然而,仍然存在一些挑战和问题,如样品的选择和准备、热释光信号的解释和校正方法的改进等。
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热释光是上世纪六十年代兴起的一项考古、地质检测技术。几十年来的实验,在考古检测方面是一个很好的科技手段。它是利用晶体在受到辐射作用后积蓄起来的能量,在加速过程中以光的形式重新释放出来而测试纪年的。石英晶体有较长的半衰期( 109 年),可把它们视为每年提供大小恒定的固定照射剂量的放射源。陶瓷中的矿物晶体如石英、长石、方解石等晶格缺陷受到上述放射性核素发出的αβγ 等射线放射时会产生自由电子,这些电子则被晶陷俘获积蓄起来。在石英、长石晶粒被加热到一定时,这些俘获电子会从晶陷中逃离出来,并以发光的形式释放能量,这就是热释光。一件陶器样品加热时发射的热释光越强,其年代越长 . 反之则短。陶器在烧制时经过了 500 ℃以上的高温,粘土中的矿物晶体,释放原先贮藏的热释光。释放完后,又继续接受贮藏大小恒定的固定辐射能。这些辐射能是在陶器烧成后开始增加的,可以作为陶器年龄的标志。热释光测试的是器物最近一次受热以来经历的时间。每个陶器的内部放射性物质含量和外部提供的辐射剂量不同。埋藏地下周围土壤的放射性射线对陶器的作用又不同。因此既要测定器物各自的年剂量,陶器内部的放射性物质提供的αβ 剂量,又要测试埋藏土壤提供的 γ 剂量和宇宙空间提供的宇宙射线年剂量四部分,然后才能进行综合计算。
5 要对检测的瓷器检测必然要切割打胎取样,在打胎取样的过程中必然产生高温,势必影响检测结果。
古陶瓷物理检测方法
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古陶瓷物理检测方法我折腾了好久古陶瓷物理检测方法,总算找到点门道。
我一开始真的是瞎摸索,就知道这古陶瓷检测有多种物理方法。
咱先说这个热释光检测吧。
我试这个方法的时候,就感觉像是在寻找陶瓷隐藏的记忆。
简单讲呢,这陶瓷啊,从它被烧制出来开始,就像有个能量时钟一样滴答滴答走了这么多年。
热释光检测就是想把这陶瓷在岁月里吸收的能量给释放出来,然后测量这个能量的多少,通过复杂的计算来推断它烧制的年代。
可是我刚开始自己尝试理解这个的时候就犯了错,我以为这个检测很简单,结果闹了很多笑话。
我没考虑到会有外界干扰因素,就像你计算一笔钱的账目,结果旁边有人时不时乱给你加几个数进去一样,检测结果自然就完全不对了。
比如说如果陶瓷曾经受到过辐射污染,那这个检测出来的岁数就可能差了十万八千里。
还有取样也很关键,我第一次取样根本就不规范,就像割肉啊,割多了心疼这古陶瓷,割少了又怕测不准,我这手啊总是哆哆嗦嗦的。
再说这个无损检测中的X - 射线荧光光谱分析,这个感觉就像是给陶瓷做透视似的。
它的原理我努力理解了很久。
就是发射X射线让陶瓷内部的元素发出特征性的荧光,然后根据这个荧光来判断陶瓷里面有啥元素。
我总结的经验呢就是这校准仪器非常重要,就好比你拿个望远镜看星星,要是望远镜没调好焦,看到的星星就模模糊糊的。
我第一次使用就没校准好仪器,结果得出来的数据乱七八糟的,根本看不出个所以然。
而且这个检测也不是百分百能确定年代啥的,只能知道元素成分。
有时候一些仿古的陶瓷啊,用老的瓷土但是新烧制,从元素上看会给你造成误导。
我当时就被这样坑了一次,拿着个号称几百年前的陶瓷找专家一看,说我被骗了,人家看一眼就知道有问题,我自己却还拿仪器数据振振有词,那时候真是丢人又恍然大悟。
关于古陶瓷物理检测方法,我现在知道啊,每一种方法都有它的优缺点,想要得到比较准确的结果就得多种方法结合起来看,再加上一些自己多看真品或者行家传授的鉴定知识,不能全依赖物理检测仪器。
古陶瓷检测标准
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古陶瓷检测标准一、外观检测1.造型与纹饰:检测古陶瓷的形状、大小、纹饰和装饰手法等特征,以确定其年代、地域和文化背景。
2.釉色与光泽:观察古陶瓷的釉色、光泽、开片、剥釉等情况,以评估其保存状况和窑口特点。
3.完整度与损伤:检查古陶瓷是否有破损、缺失、修补等情况,以了解其流传历程和修复状况。
二、物理性能检测1.密度与硬度:通过测量古陶瓷的密度和硬度,以鉴别其材质和工艺特点。
2.热稳定性:对古陶瓷进行加热试验,观察其热膨胀系数和耐热性能,以评估其烧制工艺和质量。
3.透光性:通过观察古陶瓷的透光现象,以判断其烧制工艺和材质纯度。
三、化学成分分析1.主成分分析:通过化学分析确定古陶瓷的主要成分,以鉴别其材质和产地。
2.微量元素分析:检测古陶瓷中的微量元素,以了解其产地和工艺特点。
3.腐蚀与污染:对古陶瓷表面的腐蚀物和污染物进行化学分析,以评估其对保存和展示的影响。
四、烧制工艺检测1.烧制温度与时间:通过热分析等方法确定古陶瓷的烧制温度和时间,以了解其烧制工艺的特殊性。
2.窑炉痕迹:观察古陶瓷表面的窑炉痕迹,以推断其烧制工艺和窑口特点。
3.原料与配方:对古陶瓷的原料和配方进行分析,以了解其烧制工艺和产地。
五、老化程度检测1.热释光测试:通过热释光技术测定古陶瓷的年代,以判断其老化程度。
2.碳-14测年:利用碳-14测年技术确定古陶瓷的年代,以评估其历史价值。
3.痕迹与痕迹演变:观察古陶瓷表面的痕迹和痕迹演变情况,以推断其历史保存状态和经历。
六、真伪鉴别1.材质鉴别:通过对古陶瓷的材质进行物理和化学分析,以鉴别其真伪。
2.工艺鉴别:观察古陶瓷的烧制工艺、纹饰和造型等方面的特点,以鉴别其真伪。
3.出土痕迹鉴别:根据古陶瓷表面的出土痕迹和修复痕迹等特征,以鉴别其真伪和修复状况。
七、修复与保护状况检测1.修复记录与评估:对古陶瓷的修复记录进行查阅和分析,以了解其修复历史、方法和效果。
2.保护措施有效性:对古陶瓷采取的保护措施进行评估,以了解其保护效果和维护状况。
瓷器断代的最佳方法
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瓷器断代的最佳方法
标题:瓷器断代的最佳方法
一、引言
中国是瓷器的故乡,自古以来就有“瓷国”的美誉。
瓷器是中国古代劳动人民智慧的结晶,也是中华民族文化的瑰宝。
瓷器的研究和鉴定,不仅是对历史的探索,更是对中国传统文化的传承和发扬。
其中,瓷器断代是瓷器研究的重要环节,对于了解不同时期瓷器的制作工艺、艺术风格以及社会历史文化背景具有重要意义。
本文将介绍几种常见的瓷器断代方法。
二、外观观察
1. 形制:不同历史时期的瓷器形制有明显的差异,例如唐三彩以马、骆驼等动物造型为主,宋代五大名窑各有特色,明清两代则以青花瓷和五彩瓷为代表。
2. 花纹装饰:不同的时代,瓷器上的花纹装饰也各具特色。
例如,唐代瓷器上多为莲花、葡萄等图案,宋代则流行菊花、兰花、竹子等图案,而明清时期则出现了大量的山水人物画。
3. 瓷器底部:看瓷器底部的足部形状和胎质可以判断其年代。
例如,唐代瓷器底部多为饼足,宋代则多为圈足,元代以后则出现了很多新的足型,如卧足、高足等。
三、科技手段
1. 热释光测年法:通过测量陶瓷材料中热释光强度来确定其烧制年代。
这种方法适用于无釉或釉层薄的陶瓷。
2. 放射性碳定年法:通过测定样品中放射性碳同位素的比例来确定其年代。
这种方法适用于含有机物的陶瓷。
3. 红外光谱分析:通过对瓷器中的矿物质进行红外光谱分析,可以得到瓷器的成分信息,从而推断其年代。
四、结语
瓷器断代是一项复杂的工作,需要综合运用各种知识和技术。
通过对瓷器的外观观察和科技手段的运用,我们可以更准确地判断瓷器的年代,从而更好地理解和欣赏这些珍贵的文化遗产。
文物鉴定中的年代测定方法及其应用
![文物鉴定中的年代测定方法及其应用](https://img.taocdn.com/s3/m/d10bc06c7275a417866fb84ae45c3b3567ecdd2f.png)
文物鉴定中的年代测定方法及其应用一、引言文物的年代测定在考古研究和文化遗产保护中起着重要作用。
随着科技的进步,文物年代测定方法也不断发展完善。
本文将介绍文物鉴定中常用的年代测定方法及其应用。
二、放射性碳定年法放射性碳定年法是常用于文物年代测定的重要方法之一。
该方法通过测量含有放射性碳14(C14)的有机物质在自然界中衰变的速率,来推测文物的年代。
这种方法适用于约50000年以内的文物,如古代器皿、木质建筑等。
三、热释光定年法热释光定年法是一种适用于陶瓷、石制品和岩石等文物的年代测定方法。
该方法通过测量文物中累积的自然辐射所产生的电子能级,来推测其暴露于阳光或加热后经历的时间。
热释光定年法在文物的年代研究中有着广泛的应用。
四、铅同位素定年法铅同位素定年法是一种适用于金属文物的年代测定方法。
该方法通过测量文物中铅同位素含量的比例,来推测文物的年代。
铅同位素定年法在考古学研究中对于铜、铅等金属文物的年代鉴定具有较高的准确度。
五、树木年轮测定法树木年轮测定法是一种适用于木质文物的年代测定方法。
该方法基于树木每年生长一个环的原理,通过对文物中的树木年轮进行测量和对比,来推测其年代。
树木年轮测定法在考古学中常被用于古代建筑、木乐器等文物的年代鉴定。
六、应用案例1. 在一次考古发掘中,发现了一座木质建筑遗迹。
通过对建筑中的树木年轮进行测定,鉴定出该建筑的年代为公元10世纪。
2. 在另一次考古挖掘中,发现了一批陶瓷器。
通过热释光定年法的测定,鉴定出这批陶瓷器的年代为公元6世纪。
3. 在文物市场上出现了一尊铜雕,被怀疑为古代文物。
通过铅同位素定年法的鉴定,确认这尊铜雕的年代为公元8世纪。
七、总结文物鉴定中的年代测定方法为研究者提供了准确可靠的工具,帮助我们了解和保护历史文化遗产。
放射性碳定年法、热释光定年法、铅同位素定年法和树木年轮测定法等方法各有特点,可以根据具体的文物类型选择合适的方法进行测定。
随着科技的不断进步,相信文物年代测定方法将会更加精确和方便,为文化遗产研究和保护提供更多支持。
古陶瓷科技鉴定方法
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古陶瓷科技鉴定方法
1. 热释光鉴定法,嘿,这就像是给古陶瓷做一个独特的“年龄测试”!比如说啊,一个宋代的瓷器,通过热释光鉴定就能知道它到底是不是真的从宋代流传下来的,是不是很神奇?
2. 无损检测,哇哦,这简直太棒了!就好比是给古陶瓷做了一次全面又不伤害它的“体检”。
像一个精美的青花瓷,用无损检测就能清楚它有没有什么隐藏的问题呢。
3. X 射线荧光分析,这可厉害了呀!就像一个超级侦探一样能找出古陶瓷的各种秘密。
举个例子,一件看着很古老的陶瓷,用这个方法或许就能发现它成分里的特别之处哟。
4. 拉曼光谱分析,哎呀呀,这可太有趣啦!打个比方,就像是给古陶瓷奏响了一曲独特的“光谱之歌”,从而能辨析它的真伪和特征呢。
5. 微观结构观察,哇塞,这真的超有意思!如同用放大镜在古陶瓷的世界里探秘呢。
比如说那个有着精美图案的古陶瓷,通过微观结构观察能知道它的工艺细节呢。
6. 元素分析,嘿嘿,这可是个厉害的手段呢!就好像是在古陶瓷的成分世界里挖掘宝藏。
就像那个神秘的古陶瓷,用元素分析或许能揭开它背后不为人知的故事嘞。
我觉得这些古陶瓷科技鉴定方法真的都超牛的呀,能让我们更好地了解和欣赏古陶瓷的魅力呢!。
热释光效应
![热释光效应](https://img.taocdn.com/s3/m/65c4855d0812a21614791711cc7931b764ce7b55.png)
热释光效应嘿,朋友们!今天咱来聊聊热释光效应。
你说这热释光效应啊,就好像是时间留下的神秘密码。
咱就打个比方吧,热释光效应就像是一个特别的“时间记录员”。
你想想啊,那些古老的瓷器呀、陶器呀,它们经历了漫长的岁月,这中间发生了多少故事呀!而热释光效应就能帮我们去了解这些宝贝们的过去。
它是怎么做到的呢?原来呀,这些物品在过去的时光里,会吸收自然界中的辐射能量。
这就像我们每天吸收阳光一样。
然后呢,当我们用特定的方法去测量它们的时候,它们就会把这些储存的能量释放出来,就像一个憋了好久的话匣子一下子打开了。
这可太神奇了吧!通过对这个热释光的分析,我们就能大概知道这些物品经历了多久的时间。
这就好比我们看一个人的脸上有多少皱纹,就能猜到他大概经历了多少风风雨雨。
你说这热释光效应是不是很有意思呢?它能让那些沉默的古董开口说话,告诉我们它们的过去。
这就像是给我们打开了一扇通往古代的门,让我们能一探究竟。
而且哦,这热释光效应可不只是在古董鉴定上有用呢!在地质学等领域也有它的身影。
它就像一个万能的小助手,在不同的领域发挥着独特的作用。
那为什么热释光效应能这么厉害呢?这是因为它有着非常严谨的科学原理呀!它不是随便说说的,而是经过了无数科学家的研究和验证的。
这就像盖房子,一砖一瓦都得稳稳当当的,才能建成坚固的大厦。
咱再回过头来想想那些古董,要是没有热释光效应,我们怎么能知道它们到底有多老呢?那岂不是像无头苍蝇一样乱撞?热释光效应就像是给我们指了一条明路,让我们能在古董的世界里畅游。
朋友们,你们不觉得这热释光效应真的很了不起吗?它让我们能更好地了解过去,更好地欣赏那些古老而珍贵的物品。
它就像一个默默无闻的英雄,在背后为我们付出着。
所以呀,我们可得好好珍惜这个神奇的热释光效应,让它为我们带来更多的惊喜和发现!让我们一起为热释光效应点赞吧!。
热释光简单介绍范文
![热释光简单介绍范文](https://img.taocdn.com/s3/m/5ca57faab9f67c1cfad6195f312b3169a451eac0.png)
热释光简单介绍范文热释光(Thermoluminescence, TL)是一种物质在受热激发后发出的短波长光辐射现象。
热释光是一种自然现象,广泛应用于地质、考古学、辐射测量等领域。
热释光技术的应用早已不局限于实验室中,而是已经成为一种在实际工作中的常规方法。
热释光现象最早被观察到并被研究于18世纪末期。
研究者发现一些物质如白色石灰、石蜡和荧光体在受热后能够发出光。
在20世纪50年代以前,热释光方法在地质学和考古学领域中得到了广泛的运用,主要应用于岩石和矿物学、岩层年代测定以及古地磁学中。
但是,由于热释光技术需要精确的样品制备和复杂的实验设备,限制了其应用的普及。
热释光原理是基于一个叫做“能量陷阱”的物理现象。
在一些物质中,外部激发能量可以被吸收并存储在陷阱中。
当这些陷阱被热激活时,存储的能量会被释放出来,形成光辐射,即热释光。
这个释放过程是不可逆的,一旦能量被释放,陷阱中的能量会减少至几乎为零,这意味着热释光现象是一个“一次性”的过程。
由于能量陷阱的特性不同,每种物质的热释光图谱也是不同的。
热释光技术在考古学中的应用是其中最重要和广泛的。
考古学家利用热释光方法对古人类遗存进行年代测定和辐射暴露测量。
热释光年代测定是通过测量岩石和矿物样品中的热释光光子数来确定其所暴露的时间。
这种方法主要适用于埋藏在地下的沉积物、瓦砾和岩层。
热释光年代测定具有高精度、非破坏性和广泛的适应性,可以测定数万年以来的事件。
辐射暴露测量是利用热释光技术对环境和人类暴露于自然辐射的剂量进行评估。
通过分析陶瓷和瓦砾样品中的热释光光子数,可以确定过去的辐射暴露时间和剂量。
这对于评估辐射风险、辐射水平监测以及辐射污染的回溯追踪具有重要意义。
除了考古学和地质学领域,热释光技术还被应用于建筑材料、陶瓷制品、岩土工程、核能和辐射治疗等领域。
例如,在建筑材料中使用热释光技术可以评估材料的热稳定性和使用寿命,以及研究材料的辐射特性。
总之,热释光是一种利用物质在受热激发后发出的短波长光辐射的现象。
古代陶器的年代测定与分析技术
![古代陶器的年代测定与分析技术](https://img.taocdn.com/s3/m/001d9c963086bceb19e8b8f67c1cfad6185fe949.png)
古代陶器的年代测定与分析技术古代陶器作为历史遗存的重要物品,对于了解古代社会、文化和艺术发展具有重要意义。
然而,要准确地确定古代陶器的年代并了解其制作工艺、原料来源等信息,需要借助一系列的测定和分析技术。
本文将介绍几种常见的古代陶器年代测定与分析技术。
一、碳14测年技术碳14测年技术是目前用于确定古代物品年代的最常用方法之一。
在古代陶器中,含有有机物质,如陶瓷表面的斑点、陶瓷内部的残留物等,通过对这些有机物质进行碳14测年,可以获得较为准确的年代信息。
碳14测年技术基于放射性碳14同位素的衰变原理,通过测量物质中碳14与稳定碳12的比例来计算年代。
二、热释光测年技术热释光测年技术是一种利用物质在热激发下释放热释光的原理来测定样品年代的方法。
古代陶器中的矿物质,如石英、长石等,会在受到太阳光或火山爆发等热激发后,储存能量,并在受热激发后释放出特定的热释光信号。
通过测量这些释放的热释光信号,可以确定陶器的年代。
热释光测年技术对于年代较久远的古代陶器具有较高的准确性。
三、几何形状分析除了常见的年代测定技术外,通过研究古代陶器的几何形状也可以为其年代的确定提供一定的参考。
不同历史时期和地区的陶器往往具有特定的外形特征和造型风格,通过研究陶器的几何形状、器物比例、器底型态等,可以对其年代进行初步判断。
然而,几何形状分析是一种相对主观的方法,需要结合其他测定技术进行综合研究。
四、元素分析技术元素分析技术可以通过分析陶器中的化学元素含量及其分布情况,来推断其制作工艺和原料来源。
陶器中常见的元素包括铁、锰、铜、锌等,不同类型的陶器在元素组成上会有一定的差异。
通过测量陶器中元素的含量,并与已知样品进行对比,可以初步确定陶器的年代和制作工艺。
目前主要的元素分析技术包括X射线荧光光谱分析、电子探针微区分析等。
综上所述,古代陶器的年代测定与分析技术多种多样,每种技术都有其优缺点和适用范围。
通过结合不同的测定和分析方法,可以更加全面地了解古代陶器的年代、制作工艺、原料来源等信息,为研究古代社会、历史和文化提供重要的参考依据。
文物的年代测定方法
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文物的年代测定方法文物是人类文明的重要遗产,它们承载着历史的记忆和文化的底蕴。
然而,对于一些没有明确历史背景的文物,如何准确地确定其年代成为了一个重要的问题。
为此,人们开发出了多种文物的年代测定方法,以帮助研究人员深入了解这些文物的来历和历史背景。
本文将介绍几种常用的文物年代测定方法,以及它们的原理和应用。
一、碳14测定法碳14测定法,又称放射性碳年代学方法,是一种用来测定有机样品年代的方法。
它基于放射性碳14的衰变规律,即碳14与稳定的碳同位素碳12的比值在生物体死亡后会随时间的推移而发生变化。
通过测量文物中的碳14含量,结合碳14的半衰期,可以计算出文物的年代。
碳14测定法在考古学和文物研究领域得到了广泛应用,能够对原始绘画、木材、纤维等有机材料进行年代测定。
二、树轮年代学树轮年代学是通过对树木生长环宽度的研究,来确定文物的年代和气候变化的方法。
在树木的主干或树干横截面上,可以看到一系列明显的环形图案,这些环被称为树轮。
树木每年都会产生一个新的树轮,树轮的宽度受到环境条件的影响,如气温、降水等。
通过对不同文物中的树轮进行比较,可以推断它们的年代。
树轮年代学在考古学和气候研究中有重要应用,能够对木制文物、建筑结构等进行准确的年代测定。
三、热释光法热释光法是一种用来测定陶器和岩石等无机材料年代的方法。
它基于一种自然现象,即这些材料在受到阳光或热能的照射后,会储存一定量的能量,并在受热或受光的作用下放出特定的光谱。
通过测量被释放的光谱,可以计算出文物被制作的时间。
热释光法在考古学和地质学研究中得到广泛应用,对于没有明显年代标记的无机材料进行准确的年代测定具有重要意义。
四、铅同位素年代学铅同位素年代学是一种用来测定矿石和金属文物年代的方法。
它基于铅同位素在地球上的分布和变化规律,通过分析文物中的铅同位素组成来推断其年代。
铅同位素年代学在考古学和地质研究中得到了广泛应用,能够对金属文物如铜、铅等进行准确的年代测定。
热释光的原理和应用
![热释光的原理和应用](https://img.taocdn.com/s3/m/44ab9d8559f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e924d2.png)
热释光的原理和应用1. 概述热释光是一种利用物质在热激发下发射光的现象。
它的原理基于热激发的电子从高能级跃迁至低能级时产生光。
热释光现象在许多领域都有广泛的应用,如考古学、地质学、药物研究等。
本文将介绍热释光的原理和相关应用。
2. 热释光的原理热释光的原理是基于固体材料的能级结构。
当物质被热激发时,电子可以从基态跃迁至激发态,形成一个激发态电子。
激发态电子会在一个较短的时间内重新回到基态。
在这个过程中,电子从激发态退激发射出光子。
3. 热释光材料3.1 磷光体磷光体是一种常见的热释光材料。
它的能带结构能够实现电子从高能级跃迁至低能级,发射热释光光子。
常见的磷光体有氧化锌、硫化锌等。
3.2 陶瓷陶瓷材料也可以用于制备热释光材料。
一些稀土元素和过渡金属的化合物具有热释光特性。
例如,将Europium掺杂到氧化锌陶瓷中,可以产生红色的热释光。
4. 热释光的应用4.1 考古学热释光技术在考古学中有着重要的应用。
考古学家可以利用热释光测量方法来确定土壤和沉积物中的矿物颗粒的年龄。
通过测量热释光释放的强度和时间,可以推断出样本中所包含矿物的年龄。
4.2 地质学热释光技术在地质学领域也有广泛的应用。
地质学家可以用热释光测量方法来确定沉积物的历史。
通过分析热释光释放的能量和时间,可以推断出沉积物的形成和演化过程。
4.3 药物研究热释光技术在药物研究中也有重要的应用。
研究人员可以利用热释光测量方法来研究药物的光物理性质和稳定性。
通过分析热释光的光谱和强度,可以评估药物的质量和效能。
5. 热释光技术的优势和局限性5.1 优势•可以实现非接触式测量,避免了对样品的破坏。
•测量速度快,可以在短时间内得到准确的结果。
•对多种物质的热释光有很好的响应,适用范围广。
5.2 局限性•热释光信号受到环境因素的影响较大,如温度和湿度等。
•热释光信号的强度相对较弱,需要高灵敏度的检测设备。
•需要复杂的仪器设备和专业的技术人员进行操作。
热释电探测器原理
![热释电探测器原理](https://img.taocdn.com/s3/m/93de0f4ebb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28b1f.png)
热释电探测器原理热释电探测器是一种利用物体释放的红外辐射来检测其存在的传感器。
它利用了物体对热辐射的特定响应,可以在没有可见光的情况下检测到物体的存在。
热释电探测器的原理基于材料的热释电效应和光电探测技术。
热释电效应是指当材料受到红外辐射时,其内部温度会发生变化,从而导致热释电效应。
这是由于吸收红外辐射的能量会使材料的内部结构发生变化,从而引起材料的温度变化。
热释电效应是许多晶体和陶瓷材料特有的性质,利用这种效应可以制造出热释电材料。
一般来说,热释电材料是由铁电陶瓷材料制成的,例如锂钽酸铽等。
热释电材料具有极性晶格结构,当受到红外辐射时,其内部电荷分布会发生变化,从而改变了材料的极化程度。
这种极化程度的变化会产生极化电荷,导致材料表面产生电势差。
这种电势差可以通过金属电极的连接来测量,并将其转化为电信号。
在热释电探测器中,热释电材料通常制成薄膜状,并固定在传感器的表面。
当物体发出红外辐射时,热释电材料会吸收这些辐射并产生温度变化。
这个温度变化会导致材料表面产生电势差,进而形成电流信号。
通过测量这个电流信号的强度和变化,可以确定物体的存在和移动。
为了提高热释电探测器的性能,通常会将其与其他元件结合在一起。
例如,一个常见的热释电探测器系统包括透镜和滤光片。
透镜可以集中并聚焦红外辐射到热释电材料上,从而增强探测器对红外辐射的灵敏度。
滤光片则可以滤除掉除了感兴趣的特定波长之外的其他光线,从而减少背景噪声的干扰。
除了这些基本元件外,热释电探测器还可以结合其他技术来提高其性能。
例如,一些热释电探测器使用微机电系统(MEMS)技术制造,可以实现小型化和集成化的设计。
此外,一些高级探测器还可以采用多个热释电材料和电路来提高灵敏度和分辨率。
总的来说,热释电探测器利用物体对红外辐射的特定响应来检测其存在。
通过利用热释电效应,热释电材料可以转化红外辐射的能量为电信号。
通过测量这个电信号的强度和变化,可以确定物体的存在和移动。
热释电光探测原理
![热释电光探测原理](https://img.taocdn.com/s3/m/fddc3c4630b765ce0508763231126edb6e1a765c.png)
热释电光探测原理热释电光探测原理是一种基于热释电效应的光电传感器原理。
热释电效应是指当光线照射到一个介质上时,光在介质中产生的能量会被物质吸收,并转化为热能。
这种转化产生的热能会导致介质的温度变化,进而引起介质产生内部电场的偏移,从而在介质材料周围产生电势差。
热释电光探测器通常由一块热敏材料、一对电极和一个感应电路组成。
热敏材料一般为晶体或陶瓷材料,如锂钽酸锶钠晶体。
当光线照射到热敏材料上时,热敏材料会吸收光的能量,产生微弱的热能,从而使材料温度变化。
该温度变化会引起热敏材料内部的电势差的偏移。
电极负责检测热释电现象产生的电势差,并将其转化为电信号。
电极通常由金属材料制成,如金属箔或金属薄膜。
电极与热敏材料通过相应的电连接器连接,并将热释电效应所产生的电势差引导到感应电路中。
感应电路是热释电光探测器中的一个重要部分,它负责放大和处理电信号,从而使其更容易被检测和解读。
感应电路通常包括放大器、滤波器和数字转换器等组件。
放大器用于放大电信号,使其足够强大以供进一步处理。
滤波器则用于去除杂散信号和噪音,以保证最终输出信号的准确性和可靠性。
数字转换器则将模拟信号转换为数字信号,以方便后续处理和分析。
热释电光探测器的原理是基于热敏材料的热释电效应,通过热能转变为电势差的变化,最终转化为电信号。
由于热释电效应非常敏感,热释电光探测器可以在微弱光照下工作,并且对红外辐射具有很高的响应度。
因此,热释电光探测器被广泛应用于红外传感、安防监控、人体检测、智能家居等领域。
热释光原理
![热释光原理](https://img.taocdn.com/s3/m/ec16aaaaf524ccbff121841e.png)
热释光原理热释光:英文Thermoluminescence是指晶体在受辐射作用后积蓄的能量在加热过程中以光的形式释放出来的一种物理现象。
这种现象是一次性的,也就是固体在受辐射作用后,只有第一次被加热时才会有光被释放出来。
在以后的加热过程中,除非重新再接受辐射作用,否则将不会有发光现象。
自然环境中存在天然放射性元素,所以处于自然环境中的晶体(缺陷晶体)一般都接受天然辐射作用而存在释光现象。
对于陶瓷来讲,其中含有大量的矿物晶体,如石英、长石和方解石等,这些晶体长期受到核辐射(如α、β和γ)的作用,积累了相当的能量,因此若把陶瓷加热,将可观察热释光现象,热释光的强度与它所接受的核辐照的多少成正比。
由于陶瓷所受的核辐射是来自于自然环境和陶瓷本身所含的微少的放射性杂质(如铀、钍和钾40等)。
其放射性剂量相对恒定,因此热释光的强度便和受辐时间的长短成正比。
在陶瓷的烧制过程中原始的热释光能量都会因高温而全部释放掉,就象是把[TL时钟]重新拔至零点。
此后陶瓷重新积累TL信号,所以最后所测量得到的TL信号,是与陶瓷的烧制年代成正比,这就是热释光断代的基本原理。
热释光( thermoluminescence,简称TL )是指深陷阱中的电子由于热激活而释放到导带,从而发生复合发光的现象。
20 世纪50 年代,美国W isconsin大学的Daniels将材料的热释光特性用于辐射剂量的测量。
最初使用的氟化锂热释光材料具有很高的灵敏度,但是其热释光性能不稳定。
后来,研究人员相继开发了具有更优异热释光性能的L iF:Mg,Ti 和LiF:Mg, Cu, P ,目前氟化锂系列材料仍是热释光剂量学上应用最广泛的材料。
随着科研和生活的需要,对热释光剂量学材料的要求(如较宽的线性剂量响应范围、高灵敏度、重复使用性好等)逐渐提高,研究人员又开发了CaSO4:Mn, CaF2 :Mn,Li2B4O7 :Cu,MgSiO4 等新型热释光材料。
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瓷器热释光检测原理
热释光的基本原理,是利用陶瓷物体内部所含放射性杂质长期发出的非常稳定的辐射线与该器物烧成后所经过的时间成正比的关系,来测定该器物从生成开始至测定时的年龄。
陶瓷物体中有许多矿物晶体,有石英、长石、方解石等,同时还有一些极微量的放射性杂质,如铀U、钍Th和钾-40等。
其中一些天然放射性核素的半衰期很长,每年可发出固定剂量的α、β射线。
这些射线同时与一定量的宇宙射线、周围土壤中的γ射线一起被陶瓷中的矿物晶体吸收。
被吸收的辐射能,一部分转换成热能消耗掉,另一部分则被晶体贮藏起来。
时间越长,贮藏的能量就越多。
当这些矿物晶体受热时,这些能量就会变成可见光放射出来。
贮藏的能量愈多,光也就愈越强。
这样光强也就与贮藏的时间形正比。
由于陶瓷器物烧制时温度可达数百至上千摄氏度,这时矿物晶体内的辐射贮能就会全部释放掉,因此器物形成的起始时间就可以从此时开始即计时从“零”开始。
经过一定的年期后,当加热从该器物中取出
的样品,使其中矿物晶体发光,并测出光的强度,就可以计算出对应年期中被贮存的辐射能量,这个能量即为该陶瓷器物吸收的总剂量——“古剂量”。
再测定并计算出这件器物每年吸收的来自自身杂质的α、β射线的能量、器物存放周围土壤的放射剂量以及宇宙射线年剂量之总和,就可以计算得到该器物的年龄:
年龄=古剂量/年剂量总和
这就是热释光测量年代的方法。
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