Méthodes basées sur les dégâts d’irradiation
Méthodes de datation radiométrique

Il existe aussi des méthodes reposant sur la formation de dégâts suite à la décroissance radioactive du potassium, de l’uranium et du thorium présents dans les minéraux. Parmi ces méthodes, les plus utilisées sont les méthodes basées sur la thermoluminescence, les méthodes de traces de fission et celles utilisant la résonance électronique de spin.

• La datation basée sur la thermoluminescence utilise la propriété suivante qu’ont les minéraux soumis aux rayonnements ionisants provenant de la désintégration de l’uranium, du thorium et du potassium environnants : dans ces minéraux, les électrons sont déplacés et piégés dans des sites métastables. Sous l’effet de la chaleur, les électrons ainsi piégés retournent dans leur état en émettant de la lumière. La quantité de lumière émise est proportionnelle à la durée de l’exposition au rayonnement. On peut donc en déduire un âge. Cette méthode, très utilisée en archéologie, permet de dater notamment les silex qui ont été chauffés dans les foyers préhistoriques pour des âges allant jusqu’à 200 ka. On peut également dater l’émail des dents qui est formé d’apatite, un minéral relativement riche en uranium.

• La méthode des traces de fission utilise les dégâts produits par la fission spontanée de ²³⁸U. Les produits de fission créent des traces de 10 µm environ qui subsistent tant que le minéral utilisé pour la datation n’est pas soumis à une température de seuil appelée température de fermeture. En comptant le nombre de traces de fission, on peut déduire un âge. Cette méthode permet de dater le refroidissement de divers minéraux ou de verres.

• Le principe de la méthode basée sur la résonance électronique de spin est proche de celui de la thermoluminescence. Les rayonnements ionisants forment des électrons non appariés qui sont situés dans des pièges. Ces électrons absorbent les rayonnements micro-ondes en présence d’un champ magnétique fort. En mesurant la quantité de rayonnement absorbé, on peut déduire la durée de l’exposition. Par rapport à la thermoluminescence, la mesure est réversible. Elle a permis de dater des ossements humains et des dépôts...