Programa para el calculo asociado a la datacion absoluta por termoluminiscencia.
Jose Graciano Arribas Fernández.
Departamento Quimica Agricola, Geologia y Geoquimica.
Universidad Aut6noma de Madrid.28049 Madrid.
El programa TL-CALCULATOR（TLC) ha sido desarrollado para facilitar el cälculo de la datacion de una cerämica por el método de la termoluminiscencia (TL).A partir de las curvas de TL generadas por el sistema experimental y de los contenidos en U,Th yK de la muestra, este programa calcula la dosis beta equivalente,la correccion de supralinearidad,la dosis anual y la fecha de coccion de la ceramica,asi como los distintos errores asociados a cada parte del calculo yel margen de confianza de la datacion.Los subprogramas SEE y PLOT permiten a su vez la consulta de los ficheros de datos generados y el estudio comparado de las curvas de TL,asi como la realizacion del “plateau-test>.
Abstract.
The TL-CALCULATOR program（TLC) has been developed to facilitate the calculations of the age of a sherd by means of thermoluminescence (TL). From the TL glow curves obtained in the TL apparatus and the U,Th and K contents ofthe sample,this program calculates the equivalent beta dose,the supralinearity correction, the annual dose and the age,as well as the different error limits and the overall error for a sample.The SEE and PLOT subprograms enable the user to consult the data files generated by the main program,to compare the different TL glow-curves,and make the “plateau test>.
1． Introducción.
Dentro de las diversas tecnicas de fechado de restos arqueológicos,la datacion absoluta por termoluminiscencia (TL) se ha convertido en uno de los métodos, junto con el C-14,más ampliamente usados (AITKEN,1985; ARRIBAS et al.,1989). El hecho de ser aplicada a materiales inorgánicos como ceramicas,terracotas,piedras de horno u hogares,la convierte en una técnica complementaria al C-14, con la ventaja sobre éste de utilizar muestras con significado arqueológico propio,y no restos organicos relacionados a veces de manera poco clara con el yacimiento.
La TL es, brevemente, la emision de luz que se produce cuando un mineral es calentado después de haber sido expuesto a una radiacion ionizante. Esta emision posee dos caracteristicas: a) la intensidad es proporcional ala cantidad de radiacion recibida y b) un calentamiento hasta una temperatura dada κborra> la emision de TL por debajo de esa temperatura. Asi,la intensidad de emision de TL observada la podemos relacionar con la cantidad de radiación recibida desde el ultimo calentamiento importante. En el caso de una cerámica, durante su fabricación se eliminó toda la TL acumulada anteriormente (TL geológica),aumentando posteriomente con la intensidad de radiación recibida,procedente de los isótopos radiactivos del Th,U y K presentes en la cerámica yen'el terreno adyacente durante el enterramiento. Como esta radiacion ha sido practicamente constante a lo largo del tiempo,la edad de la ceramica la podemos expresar como:
La dosis total absorbida la calculamos a partir de las curvas de TL,y la dosis anual por medio del analisis del contenido en elementos radiactivos de la ceramica y el entorno.Esta formula en principio sencilla,se complica en la practica al tener en cuenta todos los factores que influyen: contenido en agua, sensitividad de la muestra, distintas procedencias de la-radiacion; etc.'Todo ello hace del calculo un prqceso, si no excesivamente complicado, si muy iaborioso.
El proceso de datacion de una muestra por TL se puede desglosar en cuatro partes (fig. 1):
Toma de las muestras en el yacimiento.
Preparacion de las mismas en el laboratorio y obtencion de datos (curvas de TL y analisis quimico).
Calculo de la edad a partir de los datos experimentales.
Interpretacion de la fecha en el contexto arqueol6- gico.
El programa TL-CALCULATOR (TLC) ha sido desarrollado para agilizar el calculo de la edad a partir de los datos experimentales con un doble objetivo: automatizar al maximo el proceso de datación,lo cual permite un mayor acercamiento de la técnica a personas no excesivamente relacionadas con ella,y disminuir el tiempo dedicado a la obtenci6n de resultados,lo que aumenta el tiempo disponible para analizarlos.
2.．Descripción del programa.
El menu principal del programa consta de 6 opciones(fig.2), cada una de las cuales se corresponde con una parte determinada del calculo.Pueden funcionar de forma aisladao κen cascada>,es decir,partiendo de los datos generados en el sistema de TL y los obtenidos por el analisis quimico,se van corriendo las distintas partes en secuencia.Los datos generados en cada una de las opciones son almacenados y utilizados en los calculos siguientes.Las distintas opciones O partes del calculo son:

Fig.1.-EsquemadelprocesodedataciondeunaceramicaporTL,ytiempoaproximadodeduraciondecadaunadelasetapas.
Fig.2.-Menu principal del programa TLCydistintas opciones de calculo.
Opcion 1.-Contenido en agua.A partir de los pesos de la muestra tal $\textbf { y }$ como fue tomada en el yacimiento,saturada en agua y seca,se calcula la cantidad de ${ \bf H } _ { 2 } 0$ máxima que dicha ceramica puede contener,expresada como porcentaje sobre el peso totalde lamuestra.Estacantidadse denomina “aguade saturacion》 $( \mathbf { H } _ { 2 } \mathbf { O }$ sat),y se utiliza para corregir los valores de dosis de radiacion recibidos por la muestra, que son funcion del contenido en agua de la misma.La entrada de datos es similara cualquier hoja de calculo.
Opción 2.-Calculo de la dosis beta equivalente (ED).Esta magnitud se define como la dosis de irradiacion βque debo suministrar auna muestra para inducir en ella una intensidad de emision de TL equivalente a la TL natural observada.A partir de las intensidades de emision a una temperatura dada obtenidas tanto en las curvas de TL natural $( \mathrm { T L n } )$ como en las irradiadas a diferentes dosis $( \mathrm { T L } + \beta )$ ,se construye una regresion lineal dosis-intensidad que, extrapolada hasta el eje de abcisas $\scriptstyle ( \mathbf { I } _ { \mathrm { \scriptscriptstyle T } } = 0 )$ ,nos da el valor de ED requerido.El programa calcula la ecuacion de la recta, el coeficiente de regresion,el intervalo de confianza de la $\mathbf { x }$ extrapolada yel error percentual asociado a la regresion. En pantalla se puede visualizar la distribucion de puntos y la recta de regresion,imagen que puede ser volcada a plotter (Fig.3). Como opciones del calculo se pueden eliminar de la regresion los puntos debidos a errores experimentales y corregir los valores de dosis en caso de ser erróneos. Se calcula también el factor k de correccion de efectividadde la radiacion alfa,a partir de las correspondientes curvas de $\mathbf { \Gamma } _ { \mathbf { T L + G } }$.
Opción 3.-Calculo de la correcci6n de supralinearidad (I). Esta opcion es similar a la anterior,diferenciandose ünicamente en que la recta de crecimiento se realiza a partir de los datos de curvas de 《segundo barrido>,es decir, sobre muestras a las que se les ha borrado ya su TL arqueológica.De esta forma se comprueba si existe faIta de linearidad en la produccion de TL a bajas dosis, calculandose en su caso la correccion correspondiente. En pantalla se visualizala recta de crecimientojunto con la obtenida en la opcion 2 (si se ha realizado).
Opcion 4.-Valor de la dosis anual. Se obtiene a partir de los resultados del analisis quimico, en concreto de los valores de cuentas por minuto(c.p.m.) del contador de actividad alfa (que nos da los contenidos en Th y U) y del de actividad beta (contenido en K). Se calcula de esta forma la dosis recibida anualmente por la ceramica en mGy/aiio,asi como el porcentaje de dosis correspondiente a cada tipo de radiacion: alfa,beta o gamma.Los valores finales estan corregidos con el contenido en agua medio durante el enterramiento.Para la dosis gamma total se efectua una correccion en función del espesor medio en cerámicas.La dosis α es,a su vez, corregida por medio del factor k calculado en la opcion 2,el cual es funcion de la diferencia de sensitividad en la producci6n de TL por parte de las radiaciones α y $\beta$.
Fig.3.Rectaderegresindelosparesdepuntos (dosis-intensidad)ycalculodelaEDparalamuestra M-1ladrillode restauracion procedente del Teatro Romano (Mérida).
Opcion 5.-Edad de la muestra y errores asociados al caiculo. Esta seria la opcion final, y no puede accederse a ella sin haber realizado anteriormente la opción 4.A partir de los datos obtenidos anteriormente,se calcula la edad de la cerämica,el error asociadoa la datacion y los distintos errores parciales (AITKEN,1976). Toda esta informaci6n, junto con la obtenida alo largo del programa,es almacenada en un fichero de datos que puede visualizarse al final de esta opcion (fig. 4),oen cualquier momento mediante el subprograma SEE.
Opcion 6.-Permite el calculo de la edad asociada a un estrato, nivel arqueol6gico, o grupo de muestras coetaneas,a partir de las fechas obtenidas para al menos tres muestras del mismo.La fecha final es una media ponderada con los distintos errores obtenidos en cada calculo,separados en aleatorios y sistemáticos,de forma que el resultado final es la fecha del yacimiento con dos errores: $\mathbf { E d a d \pm e \pm q }$ donde 《e> representa el error teniendo en cuenta solamente los errores aleatorios y “q> teniendo en cuenta tambien los sistematicos (AITKEN,1985). El valor de “e》 se utiliza para comparaciones con fechas obtenidas por la misma técnica,mientras que “q> es ütil a la hora de comparar con fechas obtenidas por técnicas distintas a la TL.
Subprograma PLOT.-Dado que la mayoria de los sistemas de obtencion de las curvas de TL no permiten visualizar mas que una o dos curvas contemporáneamente, este subprograma permite el estudio comparado de hasta 7 curvas en pantalla,asi como obtener una imagen en plotter de las mismas (Fig. 5).

Fig.4.FichafinaldedatoscontodolosresultadosobenidosenelcaculodelaedddelamuestraCV-1cramicaneolitica del yacimiento de la Cueva deLa Vaquera (Segovia).

Fig.5.-RepresentaciondelascurvasdeTLenelprograma PLOTpertenecientesalamuestraM-11delTeatroRomanode Merida.Ladiferenciaciondelascurvasserealizaenpantallporcolores (a:TLnatural;b,cyd:TLirradiada veinte,cuarentay sesenta segundos,respectivamente).
Esto es interesante al objeto de visualizar las variaciones de muestra a muestra,asi como para observar el crecimiento de la intensidad de TL con la irradiacion.Para facilitar el trabajo con las curvas de TL, este subprograma permite realizar sustracciones de curvas (por ejemplo, para eliminar la emisión de fondo,si ésta se ha recogido como una curva aparte), cambiarla escala de visualización tanto en la vertical (para curvas de baja intensidad) como en la horizontal(ampliandoodisminuyendo elintervalode temperaturavisualizado),suavizarel trazado(《smoothing>) y desplazar cada una de las curvas independientemente en la horizontal (） para ajustar los máximos de emisión. Es posible realizar a su vez el test del plateau> (AITKEN,1985), el cual nos da el intervalo de temperatura valido para datacion.
equipo TL- DA-10 (BOTTER-JENSEN,1988) del Risg National Laboratory (Dinamarca),si bien es posible mediante cambios minimos adaptarlo a cualquier tipo de fichero generado por otros equipos de TL.Lasalidaa Plotter corresponde aun HP-ColorPro, realizandose la salida a impresora mediante volcados de pantalla.Los graficos visualizados en el monitor necesitan de una tarjeta EGA o superior,pudiendo correrse el programa en cualquier tipo de ordenador compatible PC.
BIBLIOGRAFIA
3．Consideraciones finales.
El programa ha sido realizado mediante el compilador de Turbo Basic de Bortland International Inc.(1987),versi6n 1.0,ocupando la version ejecutable aproximadamente $7 0 ~ \mathrm { \bf K b }$ . La toma de los datos generados por el sistema de medidade TL se ha ajustado a los formatos de fichero creados por el.
AITKEN, M.J. 1976 “Thermoluminescent age evaluation and assesment of error limits: revised system". Archaeometry 18,pp.233-238.
AITKEN, M.J. 1985Thermoluminescence Dating.Academic Press.
ARRIBAS, J.G.; CALDERON, T.; BLASCO, C. 1989 “Dataci6n absoluta por termoluminiscencia: un ejemplo de aplicacion arqueologica>.Trabajos de Prehistoria,46,pp.231-246.
BOTTER-JENSEN,L. 1988 The automated RisΦ TL dating reader system> Nuclear Tracks and Radiation Measurements, vol 14, $\mathfrak { n } ^ { \mathfrak { e } } \ 1 / 2$ PP.177-180.