熱ルミネセンス

熱ルミネッセンスは、一部の鉱物などの特定の結晶材料が、電磁放射またはその他の電離放射から以前に吸収したエネルギーが材料の加熱時に光として再放射されるときに示される発光の一種です。この現象は、黒体放射の現象とは異なります。

物理

高エネルギー放射は、結晶材料に電子励起状態を作成します。いくつかの材料では、これらの状態は、結晶格子内の通常の分子間または原子間相互作用を中断する格子内の局所的な欠陥または不完全性によって長時間閉じ込められる 、または停止します。量子力学的に、これらの状態は形式的な時間依存性のない定常状態です。しかし、それらはエネルギー的に安定していません。材料を加熱すると、トラップされた状態とフォノンとの相互作用、つまり格子振動が急速に減衰して低エネルギー状態になり、プロセス中に光子が放出されます。

デートで使用

発光量は、受けた放射線の元の線量に比例します。熱ルミネッセンス年代測定では、土壌中の放射性元素または宇宙線から受け取った電離線量は年齢に比例するため、これは過去に加熱された埋没物の年代測定に使用できます。この現象は、人によって運ばれたり物体と一緒に置かれたりする適切な材料のチップが受ける放射線量を測定する熱ルミネセンス線量計に適用されています。

熱ルミネッセンスは、陶器またはその他の焼成された考古学的材料を年代測定するための一般的な地質年代学ツールです。周囲放射からのこの材料のその後の再充電は、次の方程式によって経験的に日付を付けることができます。

年齢=（その後の累積環境放射線線量）/（年間累積線量）

この手法は、 受動的な砂の移行分析ツールとして使用するために変更されました（図2）。この研究は、細かい砂を使用した飢えたビーチの不適切な補充に起因する直接的な結果を示しています。ビーチの栄養は世界中で問題となっており、ハワイのワイキキなどのビーチを観光客向けに美化するために毎年何百万ドルも費やされているため、大きな注目を集めています。サイズ90-150μm（非常に細かい砂）の砂は、150-212μm（細砂、図3）の砂粒よりも67％高速でスワッシュゾーンから移動します。さらに、この手法は、砂の補充を監視する受動的な方法と、海岸線に沿って河川やその他の砂の流入を監視する受動的な方法を提供することが示されました（図4）。