
【化】 fission track dating
【化】 fission
track
【化】 spur
【医】 track
a decade; age; time; years
【经】 age
determine; mensuration; set out
【化】 assaying; determination; estimation
【医】 assay; determination
【经】 gauge
裂变径迹年代测定(Fission Track Dating)是一种基于矿物自发核裂变现象的放射性定年技术,其英文术语在汉英词典中对应为"fission track dating"。该方法通过测量矿物晶体中铀-238同位素自发裂变产生的亚微观损伤痕迹(即裂变径迹)密度及其退火特性,计算地质样本的冷却年龄。其核心公式为:
$$ t = frac{1}{lambda_D} lnleft(1 + frac{rho_s}{rho_i} lambda_D phi sigma Iright) $$
式中$rho_s$和$rho_i$分别代表自发径迹与诱发径迹密度,$lambda_D$为铀衰变常数,$phi$为中子注量率,$sigma$为有效裂变截面,$I$为同位素丰度比。
该技术主要应用于构造地质学与热年代学研究,特别适用于低温热历史重建(温度范围约60-350℃)。锆石、磷灰石等含铀矿物是常用测试对象,其退火特性可记录造山运动、盆地演化等地质事件的时间序列。美国矿物学家协会的研究表明,该方法在新生代火山岩定年中的误差范围可控制在±5%以内。
国际原子能机构技术报告指出,裂变径迹定年需配合电子显微镜观测和径迹密度统计,对实验室中子辐照条件有严格标准。牛津大学地球科学系将其列为第四纪地质研究的核心定年手段之一,与氩-氩定年形成互补技术体系。
裂变径迹年代测定是一种基于铀同位素自发裂变现象的放射性测年技术,主要用于确定岩石、矿物等地质或考古样品的形成或冷却时间。以下从原理、方法、应用等方面进行综合说明:
核裂变与径迹形成
铀-238(占天然铀的99.3%)会自发裂变,产生高能碎片并在绝缘矿物(如磷灰石、锆石)中形成辐射损伤痕迹,即自发裂变径迹。这些径迹可通过化学蚀刻放大,在显微镜下观察和计数。
年龄计算公式
通过比较自发裂变径迹密度与中子诱发裂变径迹密度(反映铀含量),计算样品年龄。公式为:
$$
t = frac{1}{lambda} lnleft(1 + frac{rho_s}{rho_i} cdot lambda cdot sigma cdot phi cdot gright)
$$
其中,$rho_s$和$rho_i$分别为自发与诱发径迹密度,$lambda$为铀-238裂变常数,$phi$为中子通量,$g$为几何因子。
如需更详细的技术流程或案例,可参考地质年代学相关文献或专业数据库(如知网)。
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