核飛跡定年法（Fission Track Dating, FTD）

核飛跡定年法（Fission Track Dating, FTD）
臺北市立南湖高級中學地球科學科董家莒教師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

核飛跡定年的原理是測量放射性元素核分裂後，在礦物的結晶面所產生的分裂徑跡為依據，此法與其他定年法不同之處在於，它不須去量測同位素的含量，而是以計算的方式得出核飛跡的計數(counts)，為當今廣為使用的定年技術之一。在1960年代，已有科學家利用透射式電子顯微鏡(TEM)在雲母片上拍出核飛跡的顯微照片，並使用化學溶蝕法來輔助觀察。(Young, 1958; Silk and Barnes, 1959)而真正被應用在地質定年上，則是在1963年，兩位物理學家，Price和Walker基於238U同位素的自發性裂變的物理性質，發展出一套新技術來對地質材料作定年分析。

磷灰石、鋯石等天然礦物結晶中，含有質量數較大的放射性鈾元素，由於它的不穩定性，會進行核分裂反應。一個鈾原子分裂為兩個較輕的高能帶電粒子，它們高速運動時因庫倫力作用，破壞了礦物結晶的晶面，而形成分裂徑跡。核飛跡定年法即是藉由分析分裂徑跡的數量與長度資料，可以獲得溫度與時間相關的地質訊息，常應用於隕石撞擊地球、造山運動、盆地演化等的研究。為了利於人為方式判斷量測這些裂隙的數量，需利用化學溶蝕將裂隙擴大，進而在一般的光學顯微鏡底下進行觀察。(Price and Walker, 1963)

質量數大的放射性元素(如：232Th，235U，238U )之衰變會產生重的帶電粒子通過絕緣物質，並且在晶格留下放射性破壞的痕跡，即核飛跡。(Silk and Barnes, 1959；Price and Walker, 1962)Fleischer等人在1965年提供了核飛跡的成因：首先是帶正電的粒子在晶格內快速移動，使得在移動軌跡周圍晶格本身的電子獲得能量而脫出，於是留下了一大群帶正電核的晶格原子。這群帶正電的離子互相受到庫侖排斥力作用，離開了原先它們在晶格的位置，形成了一些空缺。這些受應力作用的區域，隨即產生彈性應變，作用在周遭未受破壞的晶格之上，最終形成了核飛跡。（Fleischer et al., 1965a）

核飛跡的數量多寡是視該礦物年齡和礦物本身的鈾含量而定。由於238U在自然界含量遠較其他種同位素(如：232Th，235U )高出許多，故自然界的核飛跡可以認定成皆是由238U自發核裂變所產生的。(Fleischer et al., 1975)

參考資料
活動構造與低溫熱定年實驗室http://www.eq.ccu.edu.tw/~lab511/machine.htm
行政院國家科學委員會＞科普知識
http://web1.nsc.gov.tw/fp.aspx?ctNode=439&xItem=8303&mp=1