Déséquilibre des séries de l'uranium, implications sur la dose annuelle en datation par thermoluminescence : une étude à la grotte XVI, Cénac et Saint-Julien, Dordogne (France) [ Uranium series disequilibrium, consequences on annual dose-rate in thermoluminescence dating : a study at grotte XVI, Cénac and Saint-Julien, Dordogne (France).] - article ; n°4 ; vol.8, pg 377-389

Pierre Guibert, Françoise Bechtel, Max Schvoerer

Description

Quaternaire - Année 1997 - Volume 8 - Numéro 4 - Pages 377-389
Lors de la datation par thermoluminescence de sédiments chauffés appartenant à une aire de combustion moustérienne de la Grotte XVI, Cénac et St- Julien, Dordogne (France), des analyses radiochimiques par spectrométrie γ à bas bruit de fond de sédiments et de fragments de roche calcaire ont montré un déséquilibre des séries de l'uranium pour de nombreux échantillons. Ce phénomène implique la possibilité d'une variation de la dose annuelle d'irradiation au cours du temps, ce qui accroît l'intervalle d'incertitude des datations correspondantes. Afin de rechercher l'intervalle de variation le plus probable de la dose annuelle d'irradiation, on a entrepris d'étudier l'origine du déséquilibre. Malgré l'absence d'informations sur 234U et 230Th, on a pu montrer, grâce à l'étude statistique de la variabilité des rapports 238U/232Th et 226Ra/232Th (exprimés en rapport équivalent de teneurs U/Th) des sédiments et des calcaires enfouis, qu'il s'était produit un enrichissement en uranium (234U, 235U, 238U) au niveau des constituants de l'aire de combustion et non un appauvrissement en radium qui était l'autre alternative. De surcroît, des informations semi-quantitatives sur la chronologie du déséquilibre ont été obtenues à partir d'un modèle simplifié impliquant une perturbation unique du milieu et supposant l'équilibre entre 234U et 238U : l'enrichissement en uranium se serait produit à une époque relativement récente (14 000 ± 6 000 a) vis-à-vis de l'ancienneté de la mise en place des foyers, 60 000 ans environ. La prise en compte de ces données a ainsi permis le resserrement de l'intervalle d'incertitude sur la détermination de la dose annuelle d'irradiation moyenne à laquelle ont été soumis les échantillons à dater.
Radiochemical analyses of sediments and limestone samples have been carried out by low background γ spectrometry during the course of thermoluminescence-dating process of heated sediments which were collected at mousterian fires of Grotte XVI, Cénac et St-Julien, Dordogne (France). Most of samples showed a significant disequilibrium in uranium-series. This disequilibrium implies that annual dose rate might have varied through time and, consequently, the uncertainty on age determination may increase. In order to determine the most likely variation range within which the annual dose-rate should have varied through time, a study of the disequilibrium was considered. Despite a lack of informations concerning the following nuclides, 234U and 230Th, a variance analysis of the ratios 238U/232Th and 226Ra/232Th (expressed in equivalent concentration ratio U/Th), demonstrates that fine grained sediments and buried limestone fragments from the mousterian fire area had been enriched in uranium (234U, 235U, 238U) and not depleted in radium. In addition, semi-quantitative informations about chronology of the disequilibrium were obtained according to a simplified single perturbation model and assuming equilibrium between 234U and 238U: the enrichment in uranium of the archaeological layers should have occured recently (14000±6000 a) in comparison with the age of the mousterian fires, around 60 000 years. These data have been taken into account for the determination of the average annual dose-rate and enabled us to reduce TL-age uncertainties.
13 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Publié par: QUATERNAIRE
• Publié le: 01 janvier 1997
• Nombre de lectures: 15
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

Pierre Guibert
Françoise Bechtel
Max Schvoerer
Déséquilibre des séries de l'uranium, implications sur la dose
annuelle en datation par thermoluminescence : une étude à la
grotte XVI, Cénac et Saint-Julien, Dordogne (France) [ Uranium
series disequilibrium, consequences on annual dose-rate in
thermoluminescence dating : a study at grotte XVI, Cénac and
Saint-Julien, Dordogne (France).]
In: Quaternaire - Volume 8 - Numéro 4 - 1997. pp. 377-389.
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Guibert Pierre, Bechtel Françoise, Schvoerer Max. Déséquilibre des séries de l'uranium, implications sur la dose annuelle en
datation par thermoluminescence : une étude à la grotte XVI, Cénac et Saint-Julien, Dordogne (France) [ Uranium series
disequilibrium, consequences on annual dose-rate in thermoluminescence dating : a study at grotte XVI, Cénac and Saint-
Julien, Dordogne (France).]. In: Quaternaire - Volume 8 - Numéro 4 - 1997. pp. 377-389.
doi : 10.3406/quate.1997.1587
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/quate_1142-2904_1997_num_8_4_1587Abstract
Radiochemical analyses of sediments and limestone samples have been carried out by low background
γ spectrometry during the course of thermoluminescence-dating process of heated sediments which
were collected at mousterian fires of Grotte XVI, Cénac et St-Julien, Dordogne (France). Most of
samples showed a significant disequilibrium in uranium-series. This disequilibrium implies that annual
dose rate might have varied through time and, consequently, the uncertainty on age determination may
increase. In order to determine the most likely variation range within which the annual dose-rate should
have varied through time, a study of the disequilibrium was considered. Despite a lack of informations
concerning the following nuclides, 234U and 230Th, a variance analysis of the ratios 238U/232Th and
226Ra/232Th (expressed in equivalent concentration ratio U/Th), demonstrates that fine grained
sediments and buried limestone fragments from the mousterian fire area had been enriched in uranium
(234U, 235U, 238U) and not depleted in radium. In addition, semi-quantitative informations about
chronology of the disequilibrium were obtained according to a simplified single perturbation model and
assuming equilibrium between 234U and 238U: the enrichment in uranium of the archaeological layers
should have occured recently (14000±6000 a) in comparison with the age of the mousterian fires,
around 60 000 years. These data have been taken into account for the determination of the average
annual dose-rate and enabled us to reduce TL-age uncertainties.
Résumé
Lors de la datation par thermoluminescence de sédiments chauffés appartenant à une aire de
combustion moustérienne de la Grotte XVI, Cénac et St- Julien, Dordogne (France), des analyses
radiochimiques par spectrométrie γ à bas bruit de fond de sédiments et de fragments de roche calcaire
ont montré un déséquilibre des séries de l'uranium pour de nombreux échantillons. Ce phénomène
implique la possibilité d'une variation de la dose annuelle d'irradiation au cours du temps, ce qui accroît
l'intervalle d'incertitude des datations correspondantes. Afin de rechercher l'intervalle de variation le plus
probable de la dose annuelle d'irradiation, on a entrepris d'étudier l'origine du déséquilibre. Malgré
l'absence d'informations sur 234U et 230Th, on a pu montrer, grâce à l'étude statistique de la variabilité
des rapports 238U/232Th et 226Ra/232Th (exprimés en rapport équivalent de teneurs U/Th) des
sédiments et des calcaires enfouis, qu'il s'était produit un enrichissement en uranium (234U, 235U,
238U) au niveau des constituants de l'aire de combustion et non un appauvrissement en radium qui
était l'autre alternative. De surcroît, des informations semi-quantitatives sur la chronologie du
déséquilibre ont été obtenues à partir d'un modèle simplifié impliquant une perturbation unique du milieu
et supposant l'équilibre entre 234U et 238U : l'enrichissement en uranium se serait produit à une
époque relativement récente (14 000 ± 6 000 a) vis-à-vis de l'ancienneté de la mise en place des
foyers, 60 000 ans environ. La prise en compte de ces données a ainsi permis le resserrement de
l'intervalle d'incertitude sur la détermination de la dose annuelle d'irradiation moyenne à laquelle ont été
soumis les échantillons à dater.Quaternaire, 8, (4), 1997, p. 377-389.
DÉSÉQUILIBRE DES SÉRIES DE L'URANIUM,
IMPLICATIONS SUR LA DOSE ANNUELLE
EN DATATION PAR THERMOLUMINESCENCE :
UNE ÉTUDE À LA GROTTE XVI,
CÉNAC ET SAINT-JULIEN, Dordogne (France)
Pierre GUTOERT*, Françoise BECHTEL* et Max SCHVOERER"
RÉSUMÉ
Lors de la datation par thermoluminescence de sédiments chauffés appartenant à une aire de combustion moustérienne de la Grotte XVI,
Cénac et St- Julien, Dordogne (France), des analyses radiochimiques par spectrométrie y à bas bruit de fond de sédiments et de fragments de roche
calcaire ont montré un déséquilibre des séries de l'uranium pour de nombreux échantillons. Ce phénomène implique la possibilité d'une variation
de la dose annuelle d'irradiation au cours du temps, ce qui accroît l'intervalle d'incertitude des datations correspondantes. Afin de rechercher
l'intervalle de variation le plus probable de la dose annuelle d'irradiation, on a entrepris d'étudier l'origine du déséquilibre. Malgré l'absence
d'informations sur 234U et 230Th, on a pu montrer, grâce à l'étude statistique de la variabilité des rapports 238U/232Th et 226Ra/232Th (exprimés
en rapport équivalent de teneurs U/Th) des sédiments et des calcaires enfouis, qu'il s'était produit un enrichissement en uranium (234U, 235U,
238U) au niveau des constituants de l'aire de combustion et non un appauvrissement en radium qui était l'autre alternative. De surcroît, des
informations semi-quantitatives sur la chronologie du déséquilibre ont été obtenues i partir d'un modèle simplifié impliquant une perturbation
unique du milieu et supposant l'équilibre entre 234U et 238U : l'enrichissement en uranium se serait produit à une époque relativement récente
(14 000 ± 6 000 a) vis-à-vis de l'ancienneté de la mise en place des foyers, 60 000 ans environ. La prise en compte de ces données a ainsi
permis le resserrement de l'intervalle d'incertitude sur la détermination de la dose annuelle d'irradiation moyenne i laquelle ont été soumis les
échantillons à dater.
Mots-Clés : Déséquilibre de l'uranium, datation par thermoluminescence, spectrométrie y à bas bruit de fond, sédiment, calcaire, altération,
Moustérien, France, Dordogne, Grotte XVI.
ABSTRACT
URANIUM SERIES DISEQUILIBRIUM, CONSEQUENCES ON ANNUAL DOSE-RATE IN THERMOLUMINESCENCE DATING : A STUDY
AT GROTTE XVI, CÉNAC AND SAINT- JULIEN, DORDOGNE (FRANCE)
Radiochemical analyses of sediments and limestone samples have been carried out by low background y spectrometry during the course
of thermoluminescence-dating process of heated sediments which were collected at mousterian fires of Grotte XVI, Cénac et St-Julien,
Dordogne (France). Most of samples showed a significant disequilibrium in uranium-series. This disequilibrium implies that annual dose rate
might have varied through time and, consequently, the uncertainty on age determination may increase. In order to determine the most likely
variation range within which the annual dose-rate should have varied through time, a study of the was considered. Despite a lack
of informations concerning the following nuclides, 234U and 230Th, a variance analysis of the ratios 238U/232Th and 226Ra/232Th (expressed in
equivalent concentration ratio U/Th), demonstrates that fine grained sediments and buried limestone fragments from the mousterian fire area
had been enriched in uranium (234U, 235U, 238U) and not depleted in radium. In addition, semi-quantitative informations about chronology of
the disequilibrium were obtained according to a simplified single perturbation model and assuming equilibrium between 234U and 238U: the
enrichment in uranium of the archaeological layers should have occured recently (14000±6000 a) in comparison with the age of the
mousterian fires, around 60 000 years. These data have been taken into account for the determination of the average annual dose-rate and
enabled us to reduce TL-age uncertainties.
Key-words : Uranium-series disequilibrium, thermoluminescence-dating, low background y spectrometry, sediment, limestone, alteration,
Mousterian, France, Dordogne, Grotte XVI.
* Centre de Recherche en Physique Appliquée i l'Archéologie (CRPAA), Université de Bordeaux III • CNRS ESA 5