English Title: Dose-Rate Assessment in Luminescence Dating with alpha-Al 2 O 3 :C Dosemeters

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Abstract

Bei der Lumineszenzdatierung wird aus der in Mineralkörnern gespeicherten Dosis und der Dosisleistung des umgebenden Materials auf das Alter einer Probe geschlossen. Die hauptsächlich aus den Zerfällen natürlicher radioaktiver Nuklide stammende Dosisleistung wird im Labor über gammaspektrometrische Messungen anhand einer repräsentativen Umgebungsprobe ermittelt. Bei inhomogenen Probenumfeldern werden zusätzlich Dosimeter am Ort der Probenentnahme eingesetzt; um die bis jetzt notwendige Expositionsdauer von einem Jahr stark zu verkürzen, wurde das hochsensitive Dosimetermaterial alpha-Al2O3:C im Hinblick auf eine Verwendung bei der Lumineszenzdatierung untersucht. Das Material eignet sich besonders für eine thermische Stimulation des Lumineszenzsignals. Es wurde ein routinemäßig einsetzbares Verfahren zur getrennten Bestimmung der Beta-und Gammadosisleistung im Gelände entwickelt. Die Unsicherheit der Ergebnisse liegt bei 7 , so daß in einer homogenen Probenumgebung die Gammaspektrometrie genauer ist. In einem inhomogenen Umfeld jedoch sind Teilproben nicht mehr repräsentativ, während mit den Dosimetern die lokale Dosisleistung bestimmt wird, der die Probe tatsächlich ausgesetzt war. Die Expositionszeiten liegen bei wenigen Tagen. Wenn für eine Datierung nur noch einzelne Mineralkörner verwendet werden, wirken sich lokale Schwankungen der Dosisleistung auf das Ergebnis aus. Durch einzelne, mit einem Sediment vermischte Dosimeterkörner kann auf die Variation der Dosisleistung geschlossen werden.

Translation of abstract (English)

In luminescence dating the age of a sample is determined from the dose in mineral grains and the dose-rate of the surrounding medium. The dose-rate mainly is caused by the radioactive decay of natural nuclides and is measured in the laboratory by gamma-ray spectrometry of a selected sample. In an inhomogeneous medium additionally dosemeters are used for in situ measurements; in order to reduce the one year exposure times, the usage of highly sensitive alpha-Al2O3:C dosemeters for luminescence dating was investigated. The material is most suited for thermal stimulation of the luminescence signal. A procedure was developed to measure Beta- and Gamma-dose-rates separately in the field. The uncertainty of the results is 7 ; therefore in a homogeneous medium the results of gamma-ray spectrometry are more precise. However, an inhomogeneous medium is not well represented by selected samples, whereas with dosemeters one can assess the actual local dose-rate to the sample. Exposure times of few days are sufficient. Using single mineral grains for dating, local fluctuations of dose-rate affect the results. Therefore single grains of alpha-Al2O3:C were mixed with soil. From the dose accumulated in every single grain the variation of the dose-rate can be assessed.