裂變徑跡法斷代

裂變徑跡法斷代， 利用鈾-238自發裂變徑跡數來進行斷代的技術。常用於黑曜岩、凝灰岩等火山物質以及玻璃、隕石等標本。

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裂變徑跡法斷代
Fission-Track Dating
測定年代的範圍可從數千年至數百萬年。
這種方法根據的原理是：鈾-238的自發裂變在絕緣結晶固體中產生的徑跡數隨年代而增加。天然鈾主要是兩種長壽命同位素鈾-238（99.3%）和鈾-235(0.7%)的混合物。兩者經過一系列衰變，最後都變成鉛的同位素。此外,鈾還存在裂變成兩塊的罕見現象,大約200萬個鈾-238的衰變原子中有一個是裂變的鈾-235的裂變機率比鈾-238要小得多，所以實際出現的裂變徑跡都是鈾-238裂變形成的。裂變產生的兩塊高速分開的碎片使周圍的物質造成約10微米的柱狀損傷。用適當的溶劑侵蝕後，在光學顯微鏡下可以清楚地顯出損傷的徑跡。常溫下，損傷在絕緣結晶固體中能長期保持。若加熱到 500℃以上，徑跡就會消失。由此可見,樣品中的裂變徑跡數,與鈾-238的原子數，以及該樣品經歷最後一次高溫以來的年數成正比。因此，根據樣品中的鈾含量和自發裂變的徑跡數，就可以推算出樣品經受最後一次高溫的年代。實驗上常取一薄片樣品表面拋光，用酸浸蝕顯出自發裂變徑跡加以計數。加熱以後用一定通量的慢中子流照射樣品，鈾-235能被中子誘發裂變，同樣產生徑跡，統計徑跡數可以推算出樣品的含鈾量。一般礦物中都含有百萬分之一數量級的鈾，取樣不算太困難。考古上亦可套用。埋有古人類遺址的火山岩層，古人類火堆旁被高溫烘烤過的礦物晶粒，陶器中的礦物晶粒，人工玻璃等都可以取樣測定。對於較年輕的考古樣品，則要求含鈾量較高，否則會因自發裂變徑跡數太少，造成統計誤差增大。 裂變徑跡法同鉀－氬法(見)可以互相校核，對於確定早期人類遺址的絕對年代比較適用。例如坦尚尼亞奧杜瓦伊峽谷古人類遺址第1層，用鉀-氬法測得的年代是1.75±0.15百萬年，而用裂變徑跡法測得的年代是2.03±0.28百萬年,兩者在誤差範圍內一致,因此肯定了該層位的年代為大約距今200萬年。
仇士華　蔡蓮珍