The Journal of the Petrological Society of Korea (암석학회지)

The Petrological Society of Korea (한국암석학회)
권호 표지

Optical dating of Quaternary sediment

광 여기 루미네센스를 이용한 신기 퇴적층의 연대측정

  • 홍덕균 (기초과학지원연구원 동위원소팀) ;
  • 최정헌 (서울대학교 지구환경과학부) ;
  • 한정희 (기초과학지원연구원 동위원소팀) ;
  • 최만식 (기초과학지원연구원 동위원소팀) ;
  • 정창식 (기초과학지원연구원 동위원소팀)
  • Published : 2001.12.01
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Abstract

Luminescence is a physical phenomenon exhibited by many non-conducting, crystalline materials, such as quartz and feldspar. Within the crystals, energy absorbed from ionising radiation frees electrons to move through the crystal lattice and some are trapped at defects in the lattice. Observable luminescence is produced by electrons, released from traps by stimulation by absorption of light, which recombine with lattice defects which act as luminescence centers - optically stimulated luminescence (OSL). In a similar way to thermoluminescence(TL) dating, controlled measurement of the OSL signal can provide a means of determining the time since the last exposure of a layer of sediment to sunlight, the age of the sediment. However, whereas in the thermoluminescence dating of sediment only part of the latent thermoluminescence signal is bleached by sunlight as the sediment is deposited and allowance must be made during the laboratory measurements for the light insensitive component, optically induced luminescence dating has the advantage of working only with light sensitive traps in the crystal. Determination of the time since deposition of Quaternary sediment samples from the OSL of quartz grains using blue light was performed. A series of experiments and recent developments relating OSL dating are described, beginning by identifying the features which make OSL signals suitable for the development of dating method. Additionally, there are suggestions as to future research for obtaining reliable ages and a comment on current best practice on procedures, with the dating results of Quaternary sediment.

루미네센스(luminescence)는 석영이나 장석 등과 같은 무기결정이 외부에서 에너지를 받아 흡수된 에너지를 빛으로 바꿔 외부에 방출하는 물리적인 현상이다. 가전자대(valence band)에 존재하는 하전입자들은 전리성 방사선에 의해 전자와 정공(hole)으로 이온화 되고, 이온화된 전자와 정공들은 결정 내에서 자유로이 움직이다가 결정 내에 존재하는 격자결함에 포획된다. 이러한 결정을 빛으로 여기하면 격자결함에 포획된 전자들이 결함에서 빠져 나와 발광중심(recombination center)에서 정공과 재결합하면서 빛을 동반하게 되는데, 이를 광 여기 루미네센스(optically stimulated luminescence; OSL)라 한다. 열 루미네센스(thermoluminescence; TL) 연대 측정법의 원리와 같이, 광 여기 루미네센스를 적당한 조건에서 관측하면 퇴적층의 연대 계산에 응용할 수 있다. 광 여기 루미네센스를 연대측정에 이용하면 빛에 민감한 전자들만 여기시킬 수 있는 장점이 있다. 이 연구에서는 신기 퇴적층으로부터 분리된 석영을 청색 파장의 빛으로 여기하여 그로부터 검출된 광 여기 루미네센스를 신기 퇴적층의 연대 산출에 응용하였다. 논문에서는 광 여기 루미네센스 연대측정법과 관련된 일련의 실험방법 및 최근에 소개된 연구성과, 그리고 앞으로 보다 신뢰도 높은 연대측정 결과를 얻기 위해 연구되어야 할 내용을 이 연구에서 수행한 신기 퇴적층의 연대측정 결과와 함께 기술하였다.

Keywords

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