
【化】 fission track dating
【化】 fission
track
【化】 spur
【醫】 track
a decade; age; time; years
【經】 age
determine; mensuration; set out
【化】 assaying; determination; estimation
【醫】 assay; determination
【經】 gauge
裂變徑迹年代測定(Fission Track Dating)是一種基于礦物自發核裂變現象的放射性定年技術,其英文術語在漢英詞典中對應為"fission track dating"。該方法通過測量礦物晶體中鈾-238同位素自發裂變産生的亞微觀損傷痕迹(即裂變徑迹)密度及其退火特性,計算地質樣本的冷卻年齡。其核心公式為:
$$ t = frac{1}{lambda_D} lnleft(1 + frac{rho_s}{rho_i} lambda_D phi sigma Iright) $$
式中$rho_s$和$rho_i$分别代表自發徑迹與誘發徑迹密度,$lambda_D$為鈾衰變常數,$phi$為中子注量率,$sigma$為有效裂變截面,$I$為同位素豐度比。
該技術主要應用于構造地質學與熱年代學研究,特别適用于低溫熱曆史重建(溫度範圍約60-350℃)。锆石、磷灰石等含鈾礦物是常用測試對象,其退火特性可記錄造山運動、盆地演化等地質事件的時間序列。美國礦物學家協會的研究表明,該方法在新生代火山岩定年中的誤差範圍可控制在±5%以内。
國際原子能機構技術報告指出,裂變徑迹定年需配合電子顯微鏡觀測和徑迹密度統計,對實驗室中子輻照條件有嚴格标準。牛津大學地球科學系将其列為第四紀地質研究的核心定年手段之一,與氩-氩定年形成互補技術體系。
裂變徑迹年代測定是一種基于鈾同位素自發裂變現象的放射性測年技術,主要用于确定岩石、礦物等地質或考古樣品的形成或冷卻時間。以下從原理、方法、應用等方面進行綜合說明:
核裂變與徑迹形成
鈾-238(占天然鈾的99.3%)會自發裂變,産生高能碎片并在絕緣礦物(如磷灰石、锆石)中形成輻射損傷痕迹,即自發裂變徑迹。這些徑迹可通過化學蝕刻放大,在顯微鏡下觀察和計數。
年齡計算公式
通過比較自發裂變徑迹密度與中子誘發裂變徑迹密度(反映鈾含量),計算樣品年齡。公式為:
$$
t = frac{1}{lambda} lnleft(1 + frac{rho_s}{rho_i} cdot lambda cdot sigma cdot phi cdot gright)
$$
其中,$rho_s$和$rho_i$分别為自發與誘發徑迹密度,$lambda$為鈾-238裂變常數,$phi$為中子通量,$g$為幾何因子。
如需更詳細的技術流程或案例,可參考地質年代學相關文獻或專業數據庫(如知網)。
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