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石英中の格子欠陥のうち熱的に安定な酸素空格子に注目することにより、数百万年から十億年範囲のESR年代測定法の開発を試みた。申請者の昨年度までの研究により、この年代範囲において火山岩中の酸素空格子の量と年代の間によい相関のあること、また生成過程については以前に提案された石英中のα反跳核種よりも外部からのβ及びγ線による可能性の方が大きいことが示されていた。以下の3点について本方法の実用化に向けて問題点の検討を行った。
1.年代を求めたい石英そのものをキャリブレーションに用いた。もとの信号の大きさと加熱後の照射で再生した信号の大きさが同じとなるγ線量に相当する年代が、即知の年代と一致するか否か調べた。約十億年の試料については一割以内で一致する年代が得られたが、二千万年から三億年の試料三点については、いずれも予想される年代の半分から5分の1の値となった。
2.不対電子間の距離の相対的な違いを調べるために、パルスESRによる緩和時間の測定を試みた。しかし、自然の石英と人為的にγ線を照射して酸素空格子を生成させた石英とで、差があるのか否かを結論できる結果は得られなかった。
3.ウラン鉱床中から抽出した直径約0.5mmの石英について、フッ化水素酸で処理する時間を変えることによって取り去る層の厚さを変えて酸素空格子濃度の変化を調べた。取り去る厚さを大きくするほど酸素空格子濃度は減少し、半減するのは0.2mm程度のところであるとわかった。この結果はβ線の寄与が大きいことを示しており、β線とγ線で酸素空格子の生成効率がことなる可能性をも示唆する。
酸素空格子を用いたESR年代測定を実用化するには、測定例を増やすと共に、生成過程の解明が急務である。
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