Luminiscencia estimulada ópticamente - Optically stimulated luminescence
En física , la luminiscencia ópticamente estimulada (OSL) es un método para medir dosis de radiación ionizante . Se utiliza en al menos dos aplicaciones:
- Datación por luminiscencia de materiales antiguos: principalmente sedimentos geológicos y, a veces, cerámica cocida, ladrillos, etc., aunque en este último caso se utiliza con mayor frecuencia la datación por termoluminiscencia
- Dosimetría de radiación , que es la medición de la dosis de radiación acumulada en los tejidos de los trabajadores de la salud, nucleares, de investigación y otros, así como en materiales de construcción en regiones de desastre nuclear.
El método utiliza electrones atrapados entre las bandas de valencia y conducción en la estructura cristalina de ciertos minerales (más comúnmente cuarzo y feldespato ). Los sitios de atrapamiento son imperfecciones de la celosía: impurezas o defectos . La radiación ionizante produce pares de electrones y huecos: los electrones están en la banda de conducción y los huecos en la banda de valencia . Los electrones que se han excitado en la banda de conducción pueden quedar atrapados en las trampas de electrones o huecos. Bajo la estimulación de la luz, los electrones pueden liberarse de la trampa y entrar en la banda de conducción. A partir de la banda de conducción, pueden recombinarse con agujeros atrapados en trampas de agujeros. Si el centro con el agujero es un centro de luminiscencia (centro de recombinación radiativa), se producirá una emisión de luz. Los fotones se detectan mediante un tubo fotomultiplicador . La señal del tubo se usa luego para calcular la dosis que había absorbido el material.
El dosímetro OSL proporciona un nuevo grado de sensibilidad al proporcionar una lectura precisa de tan solo 1 mrem para fotones de rayos X y rayos gamma con energías que van desde 5 keV hasta más de 40 MeV. La medición de dosis equivalente máxima del dosímetro OSL para fotones de rayos X y rayos gamma es 1000 rem. Para partículas beta con energías de 150 keV a más de 10 MeV, la medición de la dosis varía de 10 mrem a 1000 rem. La radiación de neutrones con energías de 40 keV a más de 35 MeV tiene un rango de medición de dosis de 20 mrem a 25 rem. En imágenes de diagnóstico, la mayor sensibilidad del dosímetro OSL lo hace ideal para monitorear a los empleados que trabajan en entornos de baja radiación y para las trabajadoras embarazadas.
Para realizar la datación OSL, se deben extraer granos minerales de la muestra. Por lo general, se trata de los denominados cereales secundarios de 100-200 μm o granos finos de 4-11 μm. Ocasionalmente se utilizan otros tamaños de grano.
La diferencia entre la datación por radiocarbono y la OSL es que la primera se usa para datar materiales orgánicos, mientras que la última se usa para datar minerales. Los eventos que se pueden fechar usando OSL son, por ejemplo, la última exposición del mineral a la luz solar; Mungo Man , el hallazgo humano más antiguo de Australia, fue fechado de esta manera. También se utiliza para fechar la deposición de sedimentos geológicos después de haber sido transportados por aire ( sedimentos eólicos ) o ríos ( sedimentos fluviales ). En arqueología, la datación OSL se aplica a la cerámica: el evento fechado es el momento de su último calentamiento a una temperatura alta (superior a 400 ° C).
La reciente datación OSL de herramientas de piedra en Arabia hizo retroceder 50.000 años la hipótesis de la migración humana "fuera de África" y agregó una posible ruta de migración desde el continente africano a la península arábiga en lugar de a través de Europa.
El método OSL más popular se llama regeneración de una alícuota (SAR).