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文物鉴定-热释光测年法

时间:2016-07-07 15:25 作者:admin 点击:

      文物鉴定-热释光测年法主要用于测定陶瓷年代,断代原理如下:陶瓷器是用天然黏土烧制成的,黏土中大多含有微量的天然放射性物质238U、232TH、40K等,这些放射性同位素的半衰期长达109年,可以作为每年提供固定剂量的放射源。同时黏土中又含有一定量的石英、长石、方解石等无机晶体和矿物,当晶体受到上述放射性元素衰变时发射的α、β、γ-射线辐照时,一部分能量以晶体发热的形式消耗掉,另一部分能量则贮藏在晶体中。一旦晶体被加热,约有万分之四的能量以可见光的形式发射出来,这就是无机晶体或矿物的热释光现象,具有这种热释光特性的晶体称为磷光体。陶瓷在加热时其磷光体发射的热释光越强,表示年代越长,反之则短。
文物鉴定-热释光测年法所需机器
      陶瓷在古代烧制时,经过高温加热,黏土中的晶体在地质时期内贮藏的大量热释光全部释放,但其中的放射性物质半衰期长,短时间内无法全部释放,这样陶瓷中的晶体又以均匀的速率继续接受和贮藏辐射能。这些辐射能是器物最后一次受高温以来年龄的标志。这个辐射能为陶器总的吸收剂量,也称天然累计剂量或考古剂量。因为每件器物的内外放射性物质含量是不同的,为了得到每件器物的“绝对”年龄,还需要测定器物各自的年剂量,即每年提供给器物中磷光体的辐射吸收剂量。年剂量由四部分组成,器物内部放射性物质衰变时提供的α和β年剂量;器物埋藏环境中土壤提供γ年剂量;宇宙空间提供宇宙射线剂量。把每一件器物的考古剂量除以自己的总年剂量,就得到了这件器物的烧制年代。
 
      贾栓稳等用热释光测年法研究安阳殷墟陶片,确定样品年代为2700~3400年,与考古学鉴定结果相同。
 
      用上述仪器分析方法进行文物鉴定可以知道文物宏观状态下的内在原因,但其中的任何一种分析方法都不能单独地完全解决问题,有时候需要同时使用多种方法才能进行翔实的研究。当然这些分析方法都有各自不同的分析侧重点,如14C法、热释光测年法用来进行年代分析;X射线荧光法用来进行成分分析。这些方法也存在相应的局限性,如原子发射光谱只能用来确定物质的元素组成与含量,不能给出物质分子的有关信息。此外,常见的非金属元素如氧、氮、卤素等的谱线在远紫外区,目前一般光谱仪尚无法检测。而X射线荧光法对白色或浅色瓷器分析时可能会留下黄色光斑。
文物鉴定中所用到的热释光检测仪器 
      在上述仪器分析方法中,拉曼光谱法和X射线荧光法都属于无损测试法。有不少都是对样品的物质组成进行分析,如紫外-可见分光光度法、红外光谱法、质谱法、核磁共振法、X射线荧光法。这些文物鉴定方法在针对某一具体文物时可以相互替换,所以我们在实际工作中,要尽量选择便捷、成本低、无损的分析方法,从器物的组成探索器物可能的制作工艺、地区和年代的信息。由于目前国内研究尚处于起步阶段,有些方法还没有见到有翔实的应用报道。但随着研究的深入,这些方法的应用将越来越广泛。
 
      到目前为止,国内的许多高校和研究所等单位都参与到用科技手段进行文物鉴定的工作中去。中国科学院上海硅酸盐研究所在古陶瓷的科学研究方面走在了最前面,无论是研究的对象范围还是工作的数量和质量,都远远地领先。近年来,香港中文大学、香港城市大学、西北大学、上海博物馆、陕西省考古研究所、敦煌博物院等单位也纷纷利用其科学仪器开展了科技考古、文物鉴定的研究。
 
      用科技手段进行文物鉴定能全面地解读文物,通过对文物的物理和化学因素的测定可以了解文物的成分、产地、形成工艺,从而可以推知文物宏观状态下的内在原因。因此该工作具有良好的发展空间。要想在这一领域取得优异的成绩需要付出巨大的努力。

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