Luminescência opticamente estimulada - Optically stimulated luminescence
Na física , a luminescência estimulada opticamente (OSL) é um método para medir doses de radiação ionizante . É usado em pelo menos duas aplicações:
- Datação por luminescência de materiais antigos: principalmente sedimentos geológicos e, às vezes, cerâmica queimada, tijolos etc., embora neste último caso a datação por termoluminescência seja usada com mais frequência
- Dosimetria de radiação , que é a medida da dose de radiação acumulada nos tecidos dos trabalhadores da saúde, nuclear, de pesquisa e outros, bem como em materiais de construção em regiões de desastre nuclear
O método faz uso de elétrons presos entre as bandas de valência e condução na estrutura cristalina de certos minerais (mais comumente quartzo e feldspato ). Os locais de aprisionamento são imperfeições da rede - impurezas ou defeitos . A radiação ionizante produz pares elétron-buraco: elétrons estão na banda de condução e buracos na banda de valência . Os elétrons que foram excitados para a banda de condução podem ficar presos nas armadilhas de elétrons ou lacunas. Sob o estímulo da luz, os elétrons podem se libertar da armadilha e entrar na banda de condução. A partir da banda de condução, eles podem se recombinar com orifícios presos em armadilhas de orifícios. Se o centro com o orifício for um centro de luminescência (centro de recombinação radiativa), ocorrerá a emissão de luz. Os fótons são detectados usando um tubo fotomultiplicador . O sinal do tubo é então usado para calcular a dose que o material absorveu.
O dosímetro OSL fornece um novo grau de sensibilidade, fornecendo uma leitura precisa de até 1 mrem para fótons de raios-x e gama com energias variando de 5 keV a mais de 40 MeV. A medição de dose equivalente máxima do dosímetro OSL para fótons de raios-x e raios gama é 1000 rem. Para partículas beta com energias de 150 keV a mais de 10 MeV, a medição da dose varia de 10 mrem a 1000 rem. A radiação de nêutrons com energias de 40 keV a maiores que 35 MeV tem uma faixa de medição de dose de 20 mrem a 25 rem. No diagnóstico por imagem, o aumento da sensibilidade do dosímetro OSL o torna ideal para monitorar funcionários que trabalham em ambientes de baixa radiação e para mulheres grávidas.
Para realizar a datação OSL, os grãos minerais devem ser extraídos da amostra. Mais comumente, são os chamados grãos grossos de 100-200 μm ou grãos finos de 4-11 μm. Ocasionalmente, outros tamanhos de grãos são usados.
A diferença entre a datação por radiocarbono e OSL é que a primeira é usada para datar materiais orgânicos, enquanto a última é usada para datar minerais. Os eventos que podem ser datados usando OSL são, por exemplo, a última exposição do mineral à luz solar; Mungo Man , a descoberta humana mais antiga da Austrália, foi datada dessa maneira. Também é utilizado para datar a deposição de sedimentos geológicos após seu transporte por via aérea ( sedimentos eólicos ) ou rios ( sedimentos fluviais ). Em arqueologia, a datação OSL é aplicada a cerâmicas: o evento datado é o momento do último aquecimento a uma temperatura elevada (superior a 400 ° C).
A datação OSL recente de ferramentas de pedra na Arábia empurrou a hipótese da data "fora da África" de migração humana para trás 50.000 anos e acrescentou um possível caminho de migração do continente africano para a península Arábica, em vez de através da Europa.
O método OSL mais popular é chamado regeneração de alíquota única (SAR).