Lexsyg釋光探測(cè)器 | 在地質(zhì)測(cè)年領(lǐng)域應(yīng)用分享

“告別測(cè)年‘短壽’時(shí)代！Lexsyg系統(tǒng)解鎖VSL技術(shù)深時(shí)潛力”

文章來源：https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2015.05.001

引言：石英測(cè)年的瓶頸與曙光
在考古與地質(zhì)測(cè)年中，石英的OSL（光釋光）技術(shù)因信號(hào)飽和劑量低（通常<100 Gy），難以測(cè)定超過15萬年的樣本。近年來，紫光激發(fā)釋光（VSL）技術(shù)因其高飽和劑量（可達(dá)1 kGy）成為突破百萬年測(cè)年瓶頸的新希望。一項(xiàng)發(fā)表于《Radiation Measurements》的研究，借助lexsyg高精度釋光系統(tǒng)，系統(tǒng)揭示了沉積石英后藍(lán)光VSL信號(hào)的特性，為古老沉積物測(cè)年提供了全新思路。

一、lexsyg系統(tǒng)：精確捕捉VSL信號(hào)的關(guān)鍵

研究團(tuán)隊(duì)采用lexsyg系統(tǒng)（配備473 nm藍(lán)光與405 nm紫光激光單元），對(duì)法國與埃塞俄比亞的石英樣本展開實(shí)驗(yàn)：

多波長激發(fā)能力：通過藍(lán)光（125°C, 40s）去除快、中速OSL組分后，利用紫光（405 nm）激發(fā)深陷阱，成功捕獲高劑量響應(yīng)的VSL信號(hào)。

精確溫控技術(shù)：系統(tǒng)內(nèi)置PID溫控模塊，確保實(shí)驗(yàn)中的預(yù)熱（260°C, 10s）與信號(hào)測(cè)量（30°C或125°C）條件高度穩(wěn)定。

多任務(wù)集成：結(jié)合TL（熱釋光）、BSL（藍(lán)光釋光）與VSL信號(hào)測(cè)量，全方面解析信號(hào)來源與特性。

二、重要發(fā)現(xiàn)：VSL信號(hào)的三大特性

三組分衰減曲線（圖1）
VSL信號(hào)由三個(gè)一級(jí)動(dòng)力學(xué)組分構(gòu)成：

VSL1（半衰期1.84秒）：自然光照下可快速漂白，殘留劑量只有11 Gy（現(xiàn)代樣本實(shí)測(cè)值）。

VSL2/VSL3：漂白速率較慢，但通過Lexsyg系統(tǒng)的200°C紫光“清空”步驟可有效去除，確保測(cè)年準(zhǔn)確性。

圖1. VSL信號(hào)衰減曲線及三組分分解，Lexsyg系統(tǒng)的高分辨率數(shù)據(jù)采集能力。

信號(hào)來源鎖定375°C陷阱（圖2）
通過TL信號(hào)損耗實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，VSL1主要來源于370-390°C熱釋光峰對(duì)應(yīng)的深陷阱，其熱穩(wěn)定性明顯高于傳統(tǒng)OSL信號(hào)源（110°C峰），可長期穩(wěn)定保存地質(zhì)劑量信息。

圖2. TL損耗實(shí)驗(yàn)鎖定VSL信號(hào)源自375°C深陷阱，印證其長期穩(wěn)定性。 

高效自然漂白性（圖3）
太陽模擬器實(shí)驗(yàn)顯示，VSL1在5分鐘內(nèi)衰減75%，72小時(shí)后殘留信號(hào)趨近本底。埃塞俄比亞現(xiàn)代河流樣本實(shí)測(cè)殘留劑量只有11±2 Gy，驗(yàn)證其野外適用性。

圖3. 太陽模擬器漂白曲線，展示VSL1快速復(fù)位特性，為野外應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

三、lexsyg如何推動(dòng)研究突破？

高靈敏度檢測(cè)：系統(tǒng)U-340+HC340/26濾光片組合精確捕獲324-353 nm紫外信號(hào)，信噪比明顯優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)備。

多光源集成：內(nèi)置UV/藍(lán)/綠/紅等多波長LED單元，驗(yàn)證VSL信號(hào)對(duì)紫外光敏感（圖4），為野外漂白機(jī)制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

圖4 post-blue VSL信號(hào)的漂白效率與波長的關(guān)系。

自動(dòng)化SAR協(xié)議：支持復(fù)雜劑量再生循環(huán)，高效校正靈敏度變化，確保De值可靠性。

四、結(jié)論：邁向百萬年測(cè)年的里程碑
本研究通過lexsyg系統(tǒng)的高精度操控，證實(shí)石英VSL信號(hào)兼具高劑量容量、自然可復(fù)位性與熱穩(wěn)定性，為測(cè)定第四紀(jì)早期沉積物（>50萬年）提供了全新工具。未來，結(jié)合單顆粒技術(shù)與優(yōu)化SAR協(xié)議，VSL有望成為解決古老地層年代謎題的“鑰匙”。