थर्मोल्यूमिनसेंस

फ्लोराइट का थर्मोल्यूमिनसेंस।

चित्र 1: एटकेन (1985, 1998) द्वारा उल्लिखित थर्मोल्यूमिनेसेंस के तीन चरण और क्वार्ट्ज अनाज पर प्रयुक्त (कीज़र्स, 2008बी)।

चित्र 2: समुद्र तट की रेत पर प्रयुक्त थर्मोल्यूमिनसेंट संकेत को रिचार्ज और डिस्चार्ज करने की प्रक्रिया। (ऐटकेन, 1998; कीज़र्स, 2008 से संशोधित)।

चित्र 3: दो रेत के कणों के आकार के प्रवास के दौरान थर्मोल्यूमिनेसेंस हस्ताक्षर विलुप्त हो गया (कीज़र्स, 2008)।

चित्र 4: रेत इनपुट की निष्क्रिय जाँच की सचित्र विधि (कीज़र्स, 2003)।

थर्मोल्यूमिनेसेंस ल्यूमिनसेंस का एक रूप होता है जो कुछ क्रिस्टलीय सामग्रियों, जैसे कुछ खनिजों द्वारा प्रदर्शित होता है, जब विद्युत चुम्बकीय विकिरण या अन्य आयनीकरण विकिरण से पहले अवशोषित ऊर्जा सामग्री के गर्म होने पर प्रकाश के रूप में पुनः से उत्सर्जित होती है। यह घटना ब्लैक-बॉडी विकिरण से भिन्न होती है।

भौतिकी

उच्च ऊर्जा विकिरण क्रिस्टलीय सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजित अवस्थाएँ निर्मित करता है। कुछ सामग्रियों में, ये अवस्थाएँ क्रिस्टल निस्पंदन में सामान्य अंतर-आणविक या अंतर-परमाणु अंतःक्रियाओं को बाधित करने वाले निस्पंदन में स्थानीयकृत दोषों या कमियों के कारण लंबे समय तक ट्रैप या रुकी रहती हैं। क्वांटम-यांत्रिक रूप से, ये क्वांटम अवस्थाएँ स्थिर अवस्थाएँ होती हैं जिनकी कोई औपचारिक समय निर्भरता नहीं होती है; यघपि, वे ऊर्जावान रूप से स्थिर नहीं होती हैं, क्योंकि निर्वात में उतार-चढ़ाव सदैव इन अवस्थाओं को प्रेरित करता रहता है। सामग्री को गर्म करने से ट्रैप हुई अवस्थाएं फोनन, अर्थात् निस्पंद कंपन के साथ अन्तःक्रिया करने में सक्षम हो जाती हैं, जिससे शीघ्रता से कम-ऊर्जा वाले अवस्था में क्षय हो जाता है, जिसके परिणामस्जिवरूप प्रक्रिया में फोटॉन का उत्सर्जन होता है।

डेटिंग में उपयोग

टीएसएल का ग्राफ़ (थर्मली उत्तेजित ल्यूमिनसेंस)

Main articles: थर्मोल्यूमिनसेंस डेटिंग and थर्मोल्यूमिनसेंट डोसीमीटर

ल्यूमिनसेंस की मात्रा प्राप्त विकिरण की मूल डोज के समानुपाती होती है। थर्मोल्यूमिनेसेंस डेटिंग में, इसका उपयोग अतीत में गर्म की गई दबी हुई वस्तुओं की दिनांक निश्चित करने के लिए किया जा सकता है, क्योंकि मिट्टी में रेडियोधर्मी तत्वों या कॉस्मिक किरणों से प्राप्त आयनीकरण डोज उम्र के समानुपाती होती है। इस घटना को थर्मोल्यूमिनसेंट डोज मात्रामिति में प्रयुक्त कियाजाता है, जो उपयुक्त सामग्री की एक चिप द्वारा प्राप्त विकिरण डोज को मापने के लिए एक उपकरण होता है जिसे किसी व्यक्ति द्वारा ले जाया जाता है या किसी वस्तु के साथ स्थापित किया जाता है।

मिट्टी के बर्तनों या अन्य जली हुई पुरातात्विक सामग्रियों की डेटिंग के लिए थर्मोल्यूमिनिसेंस एक सामान्य जियोक्रोनोलॉजी उपकरण होता है, क्योंकि गर्मी सामग्री के थर्मोल्यूमिनसेंट हस्ताक्षर को विहीन या रीसेट कर देती है (चित्र 1)। परिवेशीय विकिरण से इस सामग्री के पश्चात् के रिचार्जिंग को समीकरण द्वारा अनुभवजन्य रूप से दिनांकित किया जा सकता है:

आयु = (बाद में परिवेशी विकिरण की संचित डोज ) / (प्रति वर्ष संचित डोज )

इस तकनीक को निष्क्रिय रेत प्रवासन विश्लेषण उपकरण (चित्र 2) के रूप में उपयोग के लिए संशोधित किया गया था। शोध से पता चलता है कि बारीक रेत का उपयोग करके निराहार समुद्र तटों की अनुचित पुनःपूर्ति के परिणामस्वरूप होने वाले प्रत्यक्ष परिणाम सामने आते हैं। समुद्रतटीय पोषण दुनिया भर में एक समस्या है और पर्यटकों के लिए समुद्र तटों को सुंदर बनाए रखने के लिए सालाना लाखों डॉलर खर्च किए जाने के कारण इस पर बड़ी मात्रा में ध्यान दिया जाता है। जैसे वैकिकि, हवाई में। 90-150 μm (बहुत बारीक रेत) के आकार वाली रेत 150-212 μm (महीन रेत; चित्र 3) के रेत के कणों की तुलना में 67% शीघ्रता से स्वाश क्षेत्र से पलायन करती पाई जाती है। इसके अतिरिक्त, तकनीक को रेत पुनःपूर्ति को नियंत्रित करने की एक निष्क्रिय विधि और तटरेखाओं के साथ नदी या अन्य रेत इनपुट का निरीक्षण करने की एक निष्क्रिय विधि प्रदान करने के लिए दिखाया गया था (चित्रा 4)।

अग्रिम पठन

• Thermoluminescence dating by M. J. Aitken, ISBN 0-12-046381-4
• The Dating Game, Scientific American, June 11, 2001, page 2