Metoda rezonantei paramagnetice electronice (RPE)

Metoda rezonantei paramagnetice electronice (RPE).

Mai este cunoscuta in literatura de specialitate ca metoda Electron Spin Resonance (ESR). Cel care a sesizat principiile metodei, deosebit de asemanatoare cu cele ale metodei termoluminiscentei a fost Eduard Zeller. Daca in cazul termoluminiscentei se evalueaza cantitatea de electroni prin cantitatea de lumina emisa, dupa ce acestia au fost evacuati prin temperatura, in cazul RPE, aceasta cantitate va fi identificata prin masurarea nivelului energiei electronilor acumulati.

Principiul metodei se bazeaza pe faptul ca electronii care se invartesc pe nivelurile libere creaza un camp magnetic, iar pentru ca electronii sunt grupati cate doi (in perechi), ei constituie un element neutru. Atunci cand o radiatie asvarle un electron, apare un camp magnetic.

Astfel, atomul care a pierdut un electron va deveni un centru de deficienta, cel care a castigat un electron devine un centru de exces. In acest fel, esantionul supus analizei in vederea datarii, fiind plasat intr-un camp magnetic cu parametri cunoscuti, poate pune in evidenta, cu ajutorul unei unde electromagnetice apropiate, cantitatea de electroni modificati, dupa punerea in loc a esantionului. Pentru a se ajunge la datarea mostrei este necesara identificarea dozei anuale de iradiatii si a dozei arheologice prin masurarea inaltimii semnalului curbei rezonantei paramagnetice.

Principiul metodei poate fi explicat prin proprietatea radiatiilor naturale (electroni, fotoni γ si x, particule ά emise in special de uraniu si derivatele sale continute intr-o mostra) de a produce centrii paramagnetici electronici al caror moment magnetic, datorat la spinul lor poate sa fie detectat prin spectrometrie R.P.E. Se inregistreaza deci un semnal proportional cu numarul de spini continuti in esantion.

Spinul reprezinta proprietatea electronului de a se invarti in jurul axei sale intr-un sens sau altul. Ca o consecinta a rotatiei si a faptului ca au sarcini electrice, electronii poseda momente magnetice numite spin. Aceasta inseamna ca ei se orienteaza intr-un camp magnetic in acelasi sens cu campul sau in sens opus acestuia. Ca aplicatii ale metodei mentionam datarea unui apatit uranifer din Mexic in 1966 (de catre E. Zeller) si datarea unui calcit din stalagmite si oseminte de catre M. Ikeya.

Apatitul continut in oseminte poate acoperi o "plaja" ce porneste de la 10.000 ani la mai multe milioane de ani. Un excelent mediu de datare RPE s-a dovedit a fi emailul dentar, deoarece acesta poate contine pana la 100% apatit.

Datarile prin RPE acopera un segment cronologic important al preistoriei, cele mai favorabile materiale care se preteaza la acest tip de analiza fiind oasele, dintii, calcitul natural, etc. Emailul vertebratelor fosile de uscat, ca si bula timpanica a vertebratelor marine, sunt deasemenea medii favorabile, unde uraniul este inclus din abundenta (de la 1 la 10 ppm).

Limitele sunt induse de tipul de material pe care se face analiza: daca in cazul oaselor si dintilor datarile pot ajunge pana la 5 mil. ani, in cazul calcitului ele nu pot depasi 1 mil. ani.