Жидкостный сцинтилляционный подсчет — это измерение радиоактивной активности образца материала, которое использует технику смешивания активного материала с жидким сцинтиллятором (например, сульфидом цинка ) и подсчета результирующих фотонных излучений. Цель состоит в том, чтобы обеспечить более эффективный подсчет из-за тесного контакта активности со сцинтиллятором . Обычно он используется для обнаружения альфа-частиц или бета-частиц .
Образцы растворяются или суспендируются в «коктейле», содержащем растворитель (исторически ароматические органические вещества, такие как ксилол или толуол , но в последнее время используются менее опасные растворители), обычно некую форму поверхностно-активного вещества , и «флуорофоры» или сцинтилляторы, которые производят свет, измеряемый детектором. Сцинтилляторы можно разделить на первичные и вторичные люминофоры , различающиеся по своим люминесцентным свойствам.
Бета-частицы, испускаемые изотопным образцом, передают энергию молекулам растворителя: π-облако ароматического кольца поглощает энергию испускаемой частицы. Заряженные энергией молекулы растворителя обычно передают захваченную энергию вперед и назад с другими молекулами растворителя, пока энергия окончательно не будет передана первичному сцинтиллятору. Первичный люминофор будет испускать фотоны после поглощения переданной энергии. Поскольку это световое излучение может иметь длину волны , которая не позволяет эффективно обнаруживать, многие коктейли содержат вторичные люминофоры, которые поглощают энергию флуоресценции первичного люминофора и повторно испускают на более длинной длине волны. [1] Два широко используемых первичных и вторичных фтора — это 2,5-дифенилоксазол (PPO) с максимумом излучения 380 нм и 1,4-бис-2-(5-фенилоксазолил)бензол (POPOP) с максимумом излучения 420 нм. [2]
Радиоактивные образцы и коктейль помещаются в небольшие прозрачные или полупрозрачные (часто стеклянные или пластиковые ) флаконы, которые загружаются в прибор, известный как жидкостный сцинтилляционный счетчик. Более новые машины могут использовать 96-луночные планшеты с индивидуальными фильтрами в каждой лунке. Многие счетчики имеют две фотоумножительные трубки, соединенные в схему совпадения . Схема совпадения гарантирует, что подлинные световые импульсы, которые достигают обеих фотоумножительных трубок, подсчитываются, в то время как ложные импульсы (например, из-за шума линии ), которые могут повлиять только на одну из трубок, игнорируются.
Эффективность подсчета в идеальных условиях составляет от около 30% для трития (низкоэнергетического бета-излучателя) до почти 100% для фосфора-32 , высокоэнергетического бета-излучателя. Некоторые химические соединения (особенно соединения хлора ) и сильно окрашенные образцы могут мешать процессу подсчета. Это вмешательство, известное как «гашение», можно преодолеть путем коррекции данных или тщательной подготовки образцов.
Высокоэнергетические бета-излучатели, такие как фосфор-32 и иттрий-90, также можно подсчитать в сцинтилляционном счетчике без коктейля, вместо этого используя водный раствор, не содержащий сцинтилляторов. Этот метод, известный как черенковский счет , основан на детектировании черенковского излучения непосредственно фотоумножительными трубками. Черенковский счет выигрывает от использования пластиковых флаконов, которые рассеивают испускаемый свет, увеличивая потенциал для света, достигающего фотоумножительной трубки.