裂变径迹自动测试系统

ZEISS一百多年的骄人历史从发明世界上首台显微镜开始。一个世纪后的今天，ZEISS仍致力于为用户研发创造力的显微镜系列产品及其解决方案。通过我们不断改进的显微分析技术，我们正在为全世界的用户开拓一条探索微观分析世界的道路。

总体描述

蔡司推出的裂变径迹显微分析系统，实现智能自动化操作，对两个样本对应区域进行自动镜像精准定位、对比统计；能自动完成矿物颗粒分析、径迹数目统计、测量径迹与C轴角度、测量Dpar、Dper值，依据自发径迹密度和诱发径迹密度计算裂变径迹表观年龄。系统还可为客户提供岩矿分析等其他研究工作。

产品特点

◆优化的操作理念

◆拥有更高衬度和更高分辨率的新型光学系统

◆全自动Z轴自动聚焦模块

◆保证较大稳定性和免振动工作的创新设计

◆统计辐照单矿物的裂变径迹数，分析计算矿物表观年龄，并模拟地质体热演化历史

技术参数

硬件光学系统：ICCS光学系统

1、专业分析物镜：5X、10X、20X、50X、100X 

2、自动扫描台：行程130X85mm，步距为 0.1μm，重复精度小于1.0μm

3、变倍转换器：1.25X,1.6X

4、图像采集：彩色数码冷CCD:500万像素，信实时采集，同步捕捉图像，传输速度快，同时显示。

5、分析系统：自动识别待测对象，自动定位及查找功能，自动完成颗粒数目统计、测量径迹与C轴角度、能测量Dpar、Dper值等。所有的测试及结果（图片、表格、报告）均自动保存至数据库，可随时调用并返回当时的测量参数，保证可追溯测定结果；

用途

矿物中所含微量铀的自发裂变的衰变引起晶格的损伤产生径迹，测定矿物的铀含量和自发裂变径迹密度、数量和长度、角度，可以确定矿物的年龄。此法用样量少，可用样品种类多，测年范围可由数年到几十亿年，特别是在5万～100MA年期间内，测年效果较其他方法为好，是第四纪地质年代测定的重要方法之一。 

组成

• 蔡司全自动科研级显微镜

• 蔡司Axio vision强大分析软件

• 自动扫描平台                      Relocation功能

• 自动物镜转换器                    ManualMeasure功能

• 自动模块盒                        AutoMeasure功能

• 自动光强控制管理                

应用

矿物中所含微量铀的自发裂变的衰变引起晶格的损伤产生径迹，测定矿物的铀含量和自发裂变径迹密度、数量和长度、角度，可以确定矿物的年龄。此法用样量少，可用样品种类多，测年范围可由数年到几十亿年，特别是在5万～100MA年期间内，测年效果较其他方法为好，是第四纪地质年代测定的重要方法之一。

其中，统计受热中子照射的磷灰石、锆石等单矿物的裂变径迹数，可计算地质体的退火年龄；测量自发裂变径迹长度，统计裂变径迹长度分布，可计算地质体热演化历史；并用于观察透明或不透明矿物、岩石、包裹体的结构等岩相学特征。

原理

1.理论依据

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,λf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,ρi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；②238U/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。

2.解决方案

（1）ZEISS显微镜所配的AxioVision软件具有强大的图像拍摄和处理功能，可完成裂变径迹显微镜镜下图片拍摄。

（2）AxioVision软件模块中的FissionTrack模块，专为裂变径迹应用开发，可满足裂变径迹测量的各种需求。该模块包含三大功能：

• 针对互为镜像样品定位和查找问题，Relocation功能可以实现自动化的样品镜像定位。

• 针对裂变径迹长度、角度等数据的测量问题，ManualMeasure功能实现简单高效的在线测量功能，并自动将测量数据按照指定格式，导出为EXCEL表格。

• 针对裂变径迹颗粒数量、面积等数据的统计问题，AutoMeasure功能实现自动化的统计，包含数十项可选的颗粒数据描述。