裂变径迹法

[拼音]：liebian jingjifa

[外文]：fission track method

根据矿物中 U、Th放射性同位素自发裂变碎片的径迹而计时的一种方法。径迹数目与矿物年龄成正比。矿物中能产生裂变径迹的重核有 ²³⁸U、²³⁵U和²³²Th。它们的自发裂变半衰期分别是 1.01×10¹⁶年、3.5×10¹⁷年和大于10²¹年。所以天然样品中²³⁸U的裂径迹约占99.97%以上，而²³⁵U和²³²Th的裂变径迹在年龄测定中可忽略不计。

若假定自发裂变径迹在矿物中的分布是均匀的，则单位体积内的裂变径迹数目(C)与U含量、矿物存在时间及U的自发裂变常数成如下关系

式中²³⁸U为每立方厘米样品中²³⁸U的原子数,λ_f为²³⁸U的自发裂变常数（6.85×10^-17/年），λ为U的总衰变常数,t为矿物年龄。

自然状态的裂变径迹非常细小。通过选择适当的化学试剂在一定条件下对矿物磨光面进行腐蚀处理(蚀刻)，蚀刻后的径迹,在显微镜下可放大到200～1000倍。若自发裂变径迹和诱发裂变径迹（即通过热中子照射产生的径迹）的蚀刻条件完全相同，则裂变径迹法计算年龄的公式为

式中ρs为在蚀刻表面观察到的径迹密度, ρ_i为蚀刻后看到的诱发裂变径迹密度,σ 为²³⁵U的热中子诱发裂变截面(582×10^-24平方厘米),Φ为热中子剂量，I=²³⁸U/²³⁵U=137.88。

应用此公式计算年龄时须满足下列要求：

（1）自发裂变的半衰期是恒定的；

（2）²³⁸U/²³⁵U比值是一个常数；

（3）所有的自发裂变径迹是²³⁸U产生的,而所有的诱发裂变径迹都是²³⁵U经热中子照射诱发产生的；

（4）自发裂变径迹和诱发裂变径迹的蚀刻条件相同；

（5）样品形成以后保持封闭体系。

裂变径迹法测定年龄的样品适应性广，只要样品中产生的自发裂变径迹密度大于1～10／平方厘米,均可选用。如磷灰石、榍石、锆石、白云母等。