Введение

Измерение радиоактивности образца материала
Жидкостная сцинтилляционная спектрометрия — это измерение радиоактивности образца материала, основанное на смешивании активного вещества с жидким сцинтиллятором (например, сульфидом цинка) и подсчете возникающих фотонных излучений. Это делается для повышения эффективности счета за счет непосредственного контакта радиоактивного вещества со сцинтиллятором. Обычно применяется для регистрации альфа- и бета-частиц.

Техника

Образцы растворяются или суспендируются в "коктейле", содержащем растворитель (исторически ароматические органические вещества, такие как ксилен или толуол, но в последнее время используются менее опасные растворители), обычно некоторую форму поверхностно-активного вещества и "флуоры" или сцинтилляторы, которые производят свет, измеряемый детектором. Сцинтилляторы можно разделить на первичные и вторичные фосфоры, различающиеся по своим люминесцентным свойствам. Бета-частицы, испускаемые изотопным образцом, передают энергию молекулам растворителя: π-облако ароматического кольца поглощает энергию испускаемой частицы. Активированные растворители обычно передают захваченную энергию взаимно между другими молекулами растворителя, пока энергия окончательно не будет передана первичному сцинтиллятору. Первичный фосфор излучает фотоны после поглощения переданной энергии. Поскольку это световое излучение может быть на длине волны, не позволяющей эффективно его детектировать, многие коктейли содержат вторичные фосфоры, которые поглощают флуоресцентную энергию первичного фосфора и переизлучают ее на большей длине волны. Два широко используемых первичных и вторичных фтора – 2,5-дифенилоксазол (PPO) с максимумом эмиссии 380 нм и 1,4-бис(2-(5-фенилоксазолил))бензол (POPOP) с максимумом эмиссии 420 нм. Радиоактивные образцы и коктейль помещаются в небольшие прозрачные или полупрозрачные (часто стеклянные или пластиковые) пробирки, которые загружаются в прибор, известный как жидкостный сцинтилляционный счетчик. Новые приборы могут использовать 96-луночные планшеты с индивидуальными фильтрами в каждой лунке. Многие счетчики оснащены двумя фотоумножителями, соединенными в схему совпадений. Схема совпадений обеспечивает подсчет только истинных световых импульсов, достигающих обоих фотоумножителей, в то время как ложные импульсы (например, из-за сетевых помех), влияющие только на один из них, игнорируются. Эффективность счета в идеальных условиях варьируется от примерно 30% для трития (бета-излучателя с низкой энергией) до почти 100% для фосфора-32, бета-излучателя с высокой энергией. Некоторые химические соединения (особенно хлорсодержащие) и сильно окрашенные образцы могут мешать процессу счета. Это явление, известное как "тушение", можно преодолеть путем коррекции данных или тщательной подготовки образца.

Черенков считает

Высокоэнергетические бета-излучатели, такие как фосфор-32 и иттрий-90, также могут быть измерены в сцинтилляционном счетчике без использования коктейля, а вместо этого – в водном растворе, не содержащем сцинтилляторов. Эта методика, известная как счет Черенкова, основана на непосредственном обнаружении излучения Черенкова фотоумножительными трубками. Счет Черенкова выигрывает от использования пластиковых пробирок, которые рассеивают испускаемый свет, увеличивая вероятность попадания света на фотоумножительную трубку.