Luminiscencia Ópticamente Estimulada

La luminiscencia ópticamente estimulada (LSO), también conocida por sus siglas en inglés "OSL" (en inglés: Optically Stimulated Luminescence), es un método físico de medición de las dosis de radiación ionizante utilizado frecuentemente en la datación de minerales. Se utiliza en al menos dos aplicaciones:

• Datación por luminiscencia de materiales antiguos: principalmente sedimentos geológicos y, en ocasiones, cerámica cocida, ladrillos, etc., aunque en este último caso se utiliza con mayor frecuencia la datación por termoluminiscencia.
• Dosimetría de radiación, que consiste en la medición de la dosis de radiación acumulada en los tejidos del personal sanitario, nuclear, de investigación y de otros sectores, así como en los materiales de construcción en regiones afectadas por desastres nucleares.

La técnica de la Luminiscencia Ópticamente Estimulada está basada en el principio que tienen algunos minerales, como el cuarzo y el feldespato de que los electrones de sus cristales pueden quedar atrapados entre la banda de valencia y la banda de conducción tras la excitación por radiación ionizante emitida por radionucleidos naturales en el suelo, por ejemplo isótopos radiactivos de uranio, torio o potasio-40) o por rayos cósmicos.

Al exponer la muestra mineral a la luz, los electrones atrapados son promovidos a la banda de conducción y luego regresan a la banda de valencia, emitiendo un fotón. La intensidad de esta luz emitida por la muestra es directamente proporcional a la cantidad de cargas atrapadas y puede utilizarse entonces para estimar el tiempo que la muestra ha estado enterrada en el suelo.^[1]​tb01076.x|pages=303-322}}</ref>.

El método utiliza electrones atrapados entre las bandas de valencia y conducción en la estructura cristalina de ciertos minerales (más comúnmente, cuarzo y feldespato).^[2]​ Los sitios de atrapamiento son imperfecciones de la red: impurezas o defectos. La radiación ionizante produce pares electrón-hueco: los electrones están en la banda de conducción y los huecos en la banda de valencia. Los electrones que han sido excitados a la banda de conducción pueden quedar atrapados en las trampas de electrones o huecos. Bajo la estimulación de la luz, los electrones pueden liberarse de la trampa y entrar en la banda de conducción. Desde la banda de conducción, pueden recombinarse con huecos atrapados en trampas de huecos. Si el centro con el hueco es un centro de luminiscencia (centro de recombinación radiativa), se producirá emisión de luz. Los fotones se detectan mediante un tubo fotomultiplicador. La señal del tubo se utiliza para calcular la dosis absorbida por el material.

El dosímetro OSL ofrece un nuevo grado de sensibilidad, ofreciendo una lectura precisa de tan solo 1 mrem equivalente de Roentgen para fotones de rayos X y rayos gamma con energías que oscilan entre 5 keV y más de 40 MeV. La dosis máxima equivalente del dosímetro OSL para fotones de rayos X y rayos gamma es de 1000 rem. Para partículas beta con energías de 150 keV a más de 10 MeV, la dosis oscila entre 10 mrem y 1000 rem. La radiación de neutrones con energías de 40 keV a más de 35 MeV tiene un rango de dosis de 20 mrem a 25 rem. En el diagnóstico por imagen, la mayor sensibilidad del dosímetro OSL lo hace ideal para la monitorización de empleados que trabajan en entornos de baja radiación y para trabajadoras embarazadas.^{[cita requerida]}

Para realizar la datación OSL, se deben extraer granos minerales de la muestra. Estos suelen ser los llamados granos gruesos de 100-200 μm o granos finos de 4-11 μm. Ocasionalmente se utilizan otros tamaños de grano.^{[cita requerida]}

La diferencia entre la datación por radiocarbono y la OSL radica en que la primera se utiliza para datar materiales orgánicos, mientras que la segunda se utiliza para datar minerales. Los eventos que pueden datarse mediante OSL son, por ejemplo, la última exposición del mineral a la luz solar; El Hombre de Mungo, el hallazgo humano más antiguo de Australia, se data de esta manera.^[3]​ También se utiliza para datar la deposición de sedimentos geológicos tras su transporte aéreo (sedimentos eólicos) o fluvial (sedimentos fluviales). En arqueología, la datación OSL se aplica a la cerámica: el evento datado corresponde al momento de su último calentamiento a una temperatura elevada (superior a 400 °C).

La reciente datación OSL de herramientas de piedra en Arabia retrasó la hipótesis de la migración humana "fuera de África" 50.000 años y añadió una posible ruta migratoria desde el continente africano a la península arábiga en lugar de a través de Europa.^[4]​ ^[5]​

El método OSL más utilizado se denomina regeneración de alícuota única.