Metoda termoluminescencyjna

Jeśli minerał zawiera jakieś pierwiastki promieniotwórcze, to emitowane cząstki , lub fotony powodować przenoszenie elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. Pojawiające się w paśmie przewodnictwa elektrony quasi-swobodne migrują w krysztale, napotykając na lokalne jamy potencjału związane z defektami sieci. Elektrony te mogą wpadać w takie jamy (pułapki) stając się znowu elektronami związanymi. Jeśli głębokość pułapki jest większa od około 1,5 eV, to elektron zostaje w niej uwięziony.

Kidy podgrzejemy taki minerał do temperatury T, w której energia kT drgań termicznych sieci krystalicznej (energia fononów) staje się większa od głębokości pułapek elektronowych. Uwięzione w tych pułapkach elektrony zostają wtedy uwalniane, przechodząc do pasma przewodnictwa. Elektrony te migrując w krysztale mogą ulegać rekombinacji z napotkanymi dziurami. Wyzwalana w ten sposób energia układu (energia rekombinacji) zostaje wypromieniowana w postaci fotonów światła. Tak więc energia promieniowaniajądrowego pierwiastków promieniotwórczych, gromadzona w minerałach w ciągu milionów lat, przekształca się ostatecznie w energię świetlnego promieniowania termoluminescencyjnego (TL).

Wiek minerału można określić ze wzoru:

gdzie:
- dawka geologiczna, wyrażająca ilość energii promieniowania jądrowego pochłoniętej przez dany minerał od czasu jego wylaystalizowania,
- średni roczny przyrost dawki pochłanianej przez ten minerał (dawka roczna, moc dawki).