液体闪烁测量技术
探讨液体闪烁计数技术测氡在铀矿勘查中的应用

探讨液体闪烁计数技术测氡在铀矿勘查中的应用摘要:目前,液体闪烁计数技术测氡已经运用到中新生代盆地以及花岗岩、火山岩地域勘察铀矿,大量实践证明,把液体闪烁计数技术测氡应用到铀矿勘查中具有很好的效果。
它抗干扰性强,探测效率高,非常清晰,重复性也特别好,它在铀矿勘查中具有很好的找矿效果,这也很好的证明了液体闪烁计数技术测氡勘查铀矿的可行性与有效性。
关键词:液体闪烁计数技术测氡铀矿勘查0引言在勘查铀矿方面,液体闪烁计数技术测氡是一种非常直接而且很有效的攻深找盲的方法。
它不容易受到温度的影响,灵敏度非常高,测量中不存在自吸收,测量的重复性好,得出的数据也具有很强的可靠性,可以很快的得到测量结果,还可以进行自动化测量,所以这种方法的效率特别高。
1液体闪烁计数技术测氡液体闪烁计数技术测氡是高精度积分测量氡的一种方法。
它主要把芳香型有机化合物放入低钾玻璃瓶,然后再放入由苯和发光材料组成的闪烁液体探测器,在去底塑料瓶中悬挂探测器,之后把探测设备埋入测量地点,24小时之后分析收集的氡。
[1]甲苯与氡的溶解系数是水与氡溶解系数的50倍,和其他的吸附剂相比,甲苯吸附氡的能力特别强,这也就极大的提高了探测氡的灵敏性。
在室内研究主要是运用双道液体闪烁计数器,它主要是用光电倍增管进行对视测量,运用反符合电路来消除干扰脉冲,从而可以很好的收集4π空间的光电信息,进而进行测量。
另外,安装脉冲幅度分析器,这样不但可以准确的接受谱段和调节氡射线的能量峰位,而且可以确保探测氡的可靠性与精确性。
液体闪烁计数技术测氡的灵敏度很高,经过试验分析,在一分钟内,脉冲的换算系数为0.1Bq/L。
如果我们把测量的时间加长,那么测氡的灵敏度还可以更高。
它的抗干扰能力很强,我们通过试验知道,在同一个地方测量,假如昼夜温差是10℃,那么由温度变化所带来的误差是9.5%,温度每上升一度,计数率就会下降0.95%,也就是说测量器的温度系数是-0.95%。
[2]收集氡气是不受湿度影响的,因为甲苯是挥发性气体,水汽不能影响它。
碳14测年方法
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碳14测年方法
碳14测年方法有三种主要技术用于测量任何给定样品的碳14含量:气体正比计数、液体闪烁计数(LSC)和加速器质谱(AMS)。
1、气体正比计数
气体正比计数是一种计算给定样品发射的β粒子的传统放射性定年技术。
β粒子是放射性碳衰变的产物。
在此方法中,碳样品首先转换成二氧化碳气体,然后在气体正比计数器上进行测量。
2、液体闪烁计数
液体闪烁计数是另一种放射性碳定年技术,曾经在20世纪60年代流行。
在此方法中,样品为液体形式,并添加了闪烁体。
当闪烁体与一个β粒子相互作用时会产生闪光。
一个装有样品的小瓶在两个光电倍增管之间通过。
只有当两个设备都记录下闪光,才能产生一个计数。
3、加速器质谱(AMS)
加速器质谱(AMS)是一种现代化的放射性碳定年法,被认为是衡量样品的放射性碳含量更为有效的方法。
在此方法中,直接测量碳14与碳12和碳13的相对含量。
该方法不计算β粒子,而是计算样品中存在的碳原子数量以及同位素的比例,因此更为精确可靠,是最为流行的测量方法。
液体闪烁计数仪技巧-Perkinelmer-天池凯源

95Nb
99Tc
103Ru 106Ru
110m Ag
124Sb 125Sb
125mTe 132Te
半衰期 12.3 年 5730 年 14.3 天 88 天 1.83 小时
165 天 27.8 天
303 天 2.6 年 45.1 天
71.3 天
5.3 年
92 年 244 天
1.1 天
10.8 年
0.02M HNO3/0.02M HF 0.1M 草酸氢铵 水
解离量
15 ml 15-20 ml 15 ml 15 ml 20 ml 3+20 ml
20 ml
15 ml 10 ml 15 ml 10 ml 10 ml 25 ml
ULTIMA Gold AB ml/10 ml @ 20 ° C
10.0 ml 9.0 ml 3.5 ml 2.0 ml 1.0 ml 1.5 ml
表 3. 色谱洗脱液所对应的 ULTIMA Gold 闪烁液的样品容量。
洗脱液
0.01 M 盐酸 0.02 M 盐酸 2.0 M 盐酸 5.0 M 盐酸 6.0 M 盐酸 4.65 M 盐酸 9M + 4M 混合液 20 ml
9.0 M 盐酸 (浓缩 HCl 1.16 S.G.) 3M HCl/0.25M 抗坏血酸 0.05M 硝酸 3.0M 硝酸
0.05 M HNO3 0.05 M HNO3 TEVA 树脂 TEVA 树脂
0.05 M HNO3 2 M HCl
推荐的 ULTIMA Gold 闪烁液
AB/XR/LLT AB*
AB/XR/LLT AB*/LLT*
AB/XR/LLT AB/XR AB*/LLT*
AB/XR/LLT AB*
液体闪烁计数

液体闪烁计数(Liquifd scintillation counting)液体闪烁计数所用的闪烁体是液态,即将闪烁体溶解在适当的溶液中,配制成为闪烁液,并将待测放射性物质放在闪烁液中进行测量。
应用液体闪烁计数可达到4π立体角的优越几何测量条件,而且源的自吸收也可以忽略,对于能量低,射程短、易被空气和其它物质吸收的α射线和低能β射线(如3H和14C),有较高的探测效率,液体闪烁计数器是α射线和低能β射线的首选测量仪器。
1.探测机理闪烁液产生光子的过程是,从放射源发出的射线能理,首先被溶剂分子吸收,使溶剂分子激发。
这种激发能量在溶剂内传播时,即传递给闪烁体(溶质),引起闪烁体分子的激发,当闪烁体分子回到基态时就发射出光子,该光子透过透明的闪闪烁液及样品的瓶壁,被光电倍增管的光阴极接收,继而产生光电子并通过光电倍增管的倍增管的位增极放大,然后被阳极接收形成电脉冲,完成了放射能→光能→电能的转换。
2.闪烁液液体闪烁计数系统作用的闪烁溶液,是指闪烁瓶中除放射性被测样品之外的其它组分,主要是有机溶剂和溶质(闪烁体),有时为了样品的制备或提高计数效率的需要,还加入其它添加剂。
⑴溶剂:从β源放射β射线到发射能被肖阴极接收的光妇的这一系列能量转移环节中,能量转移效率是很低的,只有少部分放射能量被利用来发射光子,其中放射源与溶剂之间,能量转移效率大约为5 ̄10%。
对溶剂的选择,主要视其对闪烁体的溶介度和将放射能转移给闪烁体的效率而定。
如果以一定浓度的闪烁体在甲苯溶液中产生的脉冲高度为100%,那么,凡能产生80%以上的脉冲高度的都定为溶剂,能使脉冲高度随其浓度上升而逐渐减小的称为稀释液,而在浓度很低时就能引起脉冲高度显著下降的叫淬灭剂。
在液体闪烁计数系统中,一个好的溶剂应满足下列条件:①对闪烁体的溶介度高;②对放射源的转移效率高;③对闪烁发射的光子透明度高;④在无论有无助溶剂的帮助下都可以溶介放射性样品;⑤在计数器的工作温度下来结冰;⑥能够形成均相的测量溶液。
放射性活度计量检定(6)液体闪烁计数器扩展

放射性活度计量检定6-液体闪烁计数器扩展1.放射性核素的吸附,沉淀的消除液闪测量的特点是闪烁液与样品互溶,探测角度为4 π立体角但如果放射性核素吸附在闪烁杯的表面上时,则只有2 π立体角,放射性核素与闪烁液混合不均匀形成沉淀也会导致立体角的损失及存在自吸收,从而直接影响测量结果.因此,必须严格控制使其不发生吸附于沉淀。
关于沉淀的问题,放射性溶液在一定条件下能维持其水溶液的稳定性(如果保持一定的酸度,加入适量的稳定剂)1.放射性核素的吸附,沉淀的消除实验证明这样的溶液在有机溶剂中按一定的配比可成真溶液,并且也是稳定的。
最重要的是放射性核素在闪烁杯表面上的吸附,从而造成边界效应使辐射剂量失去4 π角度,谱形发生畸变,降低了计数率。
不同的核素,由于其化学性质不同,被吸附的情况也不同,因此必须分别对不同核素加以处理。
1.放射性核素的吸附,沉淀的消除为避免吸附发生,可采用以下几种方法:1)加入适量载体和酸;2)闪烁杯经予饱和处理;3)闪烁杯硅化处理;4)采用套杯测量方法或选用补具有吸附能力的塑料闪烁杯5)样品中加入表面活性物质,以减少吸附。
14Πβ-γ符合测量方法4ΠX-γ符合测量方法1.1符合法符合事件是指两个或两个以上同时发生的事件。
例如,一个原子核衰变时接连放射出β射线和γ射线,则β和γ便是一对符合事件;又如一个宇宙射线先后穿过三个探测器,则三个探测器的三个输出脉冲是一个粒子先后三次作用过程产生的,也可以认为是同时的亦是一个符合事件。
1.2 4ΠX-γ符合活度测量标准装置1.3 4Πβ-γ符合活度测量原理-核参数法设N β、N γ和N c 分别为β道、γ道和符合道的计数率, εβ、εγ分别为β道、γ道的探测效率, N 0为待测放射源的活度, 有:N β= N 0εβ(1)N γ= N 0εγ(2) N c = N 0εβεγ(3)4π探测器对放射源的各点探测效率近似相等,当忽略本底、死时间和分辨时间等修正时,由(1)、(2)、(3)式可得:N 0= N βN γ/N c (4)当考虑死时间、本底等修正后得到:上式通常称为核参数法。
液体闪烁计数器的原理及应用
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液体闪烁计数器的原理及应用1. 引言液体闪烁计数器(Liquid Scintillation Counter,LSC)是一种常用于测定放射性核素活度的仪器。
它基于液闪技术,通过测量闪烁材料中的闪烁光信号来确定样品中放射性物质的存在及其活度。
本文将介绍液体闪烁计数器的原理及其在放射性测量领域的应用。
2. 液体闪烁计数器的原理液体闪烁计数器的原理基于以下几个步骤:2.1 液闪材料液体闪烁计数器使用一种被称为液闪材料的闪烁剂。
液闪材料是一种由溶解在溶剂中的有机闪烁物质和荧光剂组成的混合物。
当放射性粒子通过液闪材料时,它与溶剂中的闪烁物质发生相互作用,产生闪烁光信号。
2.2 能量转移过程放射性粒子与液闪材料中的闪烁物质相互作用后,能量被转移到闪烁物质中的激发态分子上。
通常情况下,闪烁物质中的荧光剂分子被添加到闪烁物质中,起到能量传递的作用。
这些荧光剂分子吸收激发态分子的能量,并发射出发射态荧光,从而使得能量得以测量。
2.3 光电倍增管液体闪烁计数器使用光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)来测量闪烁材料产生的光信号。
光电倍增管是一种将光转换为电子信号的器件,通过光电效应将光子转换为电子,并经过电子倍增过程,产生放大后的电信号输出。
2.4 测量和计数液体闪烁计数器将光电倍增管输出的电信号计数,以确定样品中的放射性物质的存在及其活度。
计数结果经过数据处理和分析后,可以得到准确的放射性测量结果。
3. 液体闪烁计数器的应用液体闪烁计数器广泛应用于核科学、放射性测量和放射性同位素标记等领域。
以下是液体闪烁计数器的几个重要应用:3.1 放射性物质活度测量液体闪烁计数器可以用于测量各种放射性同位素的活度。
通过测量闪烁材料中的闪烁光信号强度,可以确定样品中放射性物质的活度水平。
3.2 放射性同位素标记液体闪烁计数器可以用于放射性同位素标记的研究和应用。
将放射性同位素标记到分子或样品上,通过液体闪烁计数器可以精确测量标记物的存在和浓度。
液体闪烁计数系统
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闪烁体
• 在液体闪烁计数系统中,闪烁体又称荧光 体,是闪烁液的溶质,它的种类很多,根 据其荧光特性及作用,可分为两类,即第 一闪烁体和第二闪烁体。
• 2,5-二苯恶唑(PPO)是目前普遍使用的闪烁体,能很好 地溶解在常用的溶剂中,在含水的情况下也是如此,在甲 苯中的溶解度达200g/L以上。它的化学性质稳定,价格 也较便宜。
测量数据结果
谢谢!
氧淬灭
• 是闪烁液中溶解氧所引起的计数效率降低。 • 放置一定时间(1h),又可恢复原来的平衡状态。
浓度淬灭
• 是指闪烁液中闪烁剂达到一定浓度后进一步提高 闪烁剂浓度时,计数效率不但不增加,反而逐渐 减少
• 另一方面,当闪烁液中加入试样或增溶剂后,闪 烁剂的浓度低于最佳浓度时使计数效率下降。前 者称浓度淬灭,后者又称稀释淬灭。
6、光致发光(磷光)
7、静电(塑料瓶)
淬灭因素
产生淬灭的几个途径
• 1.样品可以吸收它本身的一部份辐射,或吸收闪烁体发出 的光。 • 2.溶剂不能有效的把能量传递给闪烁体 • 3.闪烁体吸收一些它本身发出的荧光 • 4.闪烁溶液中各成分的化学相互作用使光输出减少。
1、光子淬灭(又称相淬灭)
• 是在非均相测量(如颗粒悬浮法或固体支持法 测量)的情况下,试样中的β射线由于试样颗 粒或固体支持物(如滤纸、滤膜和凝胶等)的吸 收而降低了产生光子的能力,从而导致计数效 率降低,在均相测量的情况下不存在这种淬灭。
2、化学淬灭(又称杂质淬灭)
• 是由于闪烁液中存在的杂质能吸收溶剂的激发能 与闪烁剂相竞争而阻碍向闪烁剂分子的转移,从 而导致光子产额减少,计数效率降低,它是发生 在溶剂分子激发能转移到闪烁剂分子和放出光子 的过程中产生的淬灭作用。
液体闪烁 检定规程-概述说明以及解释

液体闪烁检定规程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述液体闪烁是一种用于检测物质中的放射性元素的方法,其原理是利用闪烁体在受到放射性射线的照射后产生的荧光进行测量。
通过测量闪烁体所产生的光子数量和能量,可以确定样品中放射性元素的存在和浓度。
本文旨在介绍液体闪烁检定的规程和方法,通过详细的步骤和要点,帮助读者了解该检测方法的操作流程和注意事项。
液体闪烁检定方法在核物理、环境监测和医学诊断等领域具有重要应用,能够有效地检测放射性物质的存在并进行定量分析,为相关领域的研究和实践提供重要的数据支持。
在接下来的章节中,我们将详细介绍液体闪烁检定的概述、规程要点和具体方法,希望读者能够通过本文的阐述对液体闪烁检定有一个全面的了解并在实践中取得良好的效果。
文章结构是指整篇文章的组织和安排方式。
本文按照如下结构展开:1. 引言1.1 概述:介绍液体闪烁检定的背景和意义。
1.2 文章结构:概述本文的框架和各个部分的内容。
1.3 目的:明确本文的写作目的和意义。
2. 正文2.1 液体闪烁检定概述:详细介绍液体闪烁检定的定义、原理和应用领域。
2.2 液体闪烁检定规程要点:梳理液体闪烁检定规程的重点和关键步骤。
2.3 液体闪烁检定方法:阐述不同的液体闪烁检定方法及其特点。
3. 结论3.1 总结:总结全文的核心内容和主要观点。
3.2 应用:探讨液体闪烁检定在实际应用中的意义和前景。
3.3 展望:展望液体闪烁检定领域的发展方向和挑战。
1.3 目的本文的主要目的是制定和规范液体闪烁检定的相关标准和程序,确保对液体闪烁的检测过程准确、可靠、高效。
通过建立统一的检测规程,可以提高液体闪烁检测的准确性和可比性,为相关研究和应用提供可靠的数据支持。
同时,希望通过本文的制定,能够引导和规范液体闪烁检定的实践操作,促进液体闪烁检测领域的标准化和专业化发展,为相关领域的科学研究和技术应用提供有力支持。
2.正文2.1 液体闪烁检定概述液体闪烁检定是一种用于测量液体中放射性核素含量的方法,通常用于核能、医学和环境监测领域。
放射性活度计量检定(5)-液体闪烁计数器基础

3 三、几种常用的猝灭校正方法 原理
淬灭指示参数QIP的测量直接关系到计数 效率的 测量,关系到被测样品的活度的测量,因此,猝灭 校正方法的研究十分重要。世界上大的液闪计数仪 制造厂都采用自己研究的方法,PE 公司的 Packard 子 公 司 生 产 的 液 闪 采 用 谱 指 数 法 SIS 和 tSIE 法 。 Beckman公司采用H数法。下面将介绍几种常用的猝 灭校正方法。
N ( E )dE out)谱的畸变,Packard
E
公司采用了外标准转换谱指数法tSIE。 于是有: 其原理是:133Ba的外标准谱如图5所示。 133Ba转换的外标准谱如图5所示。 纵坐标为:
4、淬灭校正方法-谱指数法和tSIE法
( N(E)dE
E1 E2 E1
Emean
N(E)dE) / (E2 E1) (
放射性活度计量检定
5-液体闪烁计数器基础
一、序言
1. 概述
液闪计数法是直接测量放射性活度的重要方法。所谓直 接测量方法就是不依赖于任何其他测量方法,仅测量计数 率,不需要任何标准,就能测定放射性活度。所谓相对测量 法,也称为间接测量法,就是通过和标准比较,求得放射性 活度。在液闪计数直接测量方法中有4πβ(L.S)液闪计数 法,4πβ(L.S)-γ符合法,液闪符合法和三管符合法等, 直接测量方法比较复杂,测量样品时间长,一般由国家计量 实验室和一些重要的科研单位使用。
4、淬灭校正方法-谱指数法和tSIE法
由于采用样品本身的能谱,不同于外标准法,能谱有畸变问 题,因此SIS法是一种比较好的方法,可测量1000cpm以上的样 品。缺点是测量低本底样品有困难。为了测量低本底样品,还 需要外标准源,Packard公司提出外标准谱指数法SIE。
液体闪烁计数器原理及其应用

液体闪烁计数器原理及其应用1. 仪器原理简介液体闪烁计数器主要测定发生β核衰变的放射性核素,尤其对低能β更为有效。
其基本原理是依据射线与物质相互作用产生荧光效应。
首先是闪烁溶剂分子吸收射线能量成为激发态,再回到基态时将能量传递给闪烁体分子,闪烁体分子由激发态回到基态时,发出荧光光子。
荧光光子被光电倍增管(PM)接收转换为光电子,再经倍增,在PM阳极上收集到好多光电子,以脉冲信号形式输送出去。
将信号符合、放大、分析、显示,表示出样品液中放射性强弱与大小。
2. 主要功能液体闪烁计数器虽以测定低能β放射性核素为主,但近几年来,随着核技术应用领域的不断拓展,还开发出许多其它领域的测试功能。
该仪器一次可测300个样,自动换样、显示、打印,有三个计数道,对3H计数效率大于60%,14C计数效率大于95%。
2.1 常用放射性核素测定液闪计数器可用于3H、14C、32P、33P、35S、45Ca、55Fe、36Cl、86Rb、65Zn、90Sr、203Hg等含有放射性核素的动植物、微生物和非生物样品测定。
2.2 H number法猝灭校正在测定样品放射性的同时,测出H#数值,可以直观的判断出该样品的猝灭程度。
2.3 两相检测用于检测含水放射性样品与闪烁液的分相问题,以避免由此而引起的计数效率下降。
2.4 自动猝灭补偿(AQC)通过最佳的窗口等条件设置,以期使猝灭样品达到较高的计数效率。
2.5 随机符合监测(RCM)可用于监测制样过程中化学发光引起的单光子事件的假计数,可以从测定结果中扣除。
2.6 能谱寻找与分析此功能对未知核素的β能谱定位与分布做出可靠准确的测量,为道宽设置提供依据。
2.7 单光子监测(SPM)可用于生物发光与生物中单光子事件的测定。
2.8 半衰期校正对于短半衰期核素可校正出放射性强度与时间的关系。
给出现存放射性强度的量。
2.9 双标与三标记测定通过设置不同道宽等条件,测定同一个样品中的双标记或三标记放射性,区分出各个标记的放射性强度。
液体闪烁测量技术

3.加入淬灭剂CCl4
10μl 20μl
30μl ············ 100μl
4.测 C 道计数(Cpm)
C1
C2
C3 ············ C10
5.测量效率(E)计算:
E1 =
C1
d
E1
E2
E3 ············ E10
6.将外标准源放在闪烁杯旁进行照射,闪烁杯中产生Compton电子。
是否可以使射线 与闪烁体直接接
触?
进 气
出 气
4 π 连续气流式计数器
一. 液闪测量的基本原理
第二闪烁剂
第一闪烁剂 溶剂分子 放射性核素
PM管
特点:1. 探测软β射线效率高, 3H 探测效率 可达60% 14C 探测效率 可达90%
2. 分辨时间短( 5×10-9S ), 不作死时间校正 3. 可进行能谱测量
特点: 1.如加样误差小, 测量结果准确可靠。 常用的标准品3H--正十六烷, 14C--正十六烷 2.操作麻烦,费时,不易自动化测量。
3.样品无法重复测量
二. 样品道比法 : (Sample Channel Ratio Method,SCR ) 淬灭不仅使计数效率降低, 而且使谱左移,淬灭越严 重,左移也越甚
率
649
781
外标准源Compton能谱
H = 781- 649
标准品测量杯:
1
2
3 ············ 10
1.加入闪烁液( ml )
10ml
10ml
10ml ············ 10ml
2.加入放射性标准品(d ) 0.1ml 0.1ml
0.1ml ············ 0.1ml
生物中氚和碳-14的测定 液体闪烁计数法-定义说明解析

生物中氚和碳-14的测定液体闪烁计数法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分:氚(Tritium)和碳-14(Carbon-14)是两种常见的放射性同位素,它们在生物领域中的测定具有重要的意义。
氚通常用于追踪水文循环和生物活动过程,而碳-14则常用于确定生物体的年龄和生态系统的动态变化。
在本文中,我们将主要介绍液体闪烁计数法在氚和碳-14测定中的应用。
液体闪烁技术是一种高灵敏度的测量方法,能够准确快速地检测微量的放射性同位素。
我们将重点探讨液体闪烁计数法的原理、氚和碳-14的测定方法以及其在生物领域中的重要应用。
通过本文的阐述,读者将能够了解液体闪烁计数法在生物中氚和碳-14测定中的优势和特点,以及未来在该领域的应用前景。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本文的组织框架和各部分内容的主要内容和逻辑安排。
具体包括引言、正文和结论三部分。
引言部分主要是对本文的主题和背景进行介绍,包括概述研究的主要内容,说明文章的结构和目的,引出文章的主要研究内容。
正文部分包括了氚的测定、碳-14的测定以及液体闪烁计数法的原理。
通过对氚和碳-14的测定方法的介绍,以及液体闪烁计数法在生物中的应用,为读者呈现了本文的主要研究内容和方法。
结论部分总结了液体闪烁计数法在生物中氚和碳-14测定中的应用情况,对实验结果进行了分析,并展望了未来可能的研究方向和发展趋势。
整体结构清晰,逻辑性强,能够使读者很好地理解本文的主题和研究内容。
1.3 目的目的部分:本文旨在介绍液体闪烁计数法在生物样本中氚和碳-14的测定方法,探讨其在生物学研究中的应用前景。
通过深入探讨氚和碳-14的测定原理以及液体闪烁计数法的工作机制,旨在为科研人员提供详尽的实验方法和数据分析手段,促进生物学领域对氚和碳-14的定量分析和研究。
同时,本文还将结合实验结果进行分析和讨论,展望未来液体闪烁计数法在生物学研究中的潜在应用价值,为相关领域的学术研究提供参考和借鉴。
液体闪烁测量技术课件 (一)

液体闪烁测量技术课件 (一)液体闪烁测量技术是一种用于测量放射性物质的技术,它是利用闪烁效应的原理来测量样本中放射性物质的方法。
这种技术在放射性核素分析、环境监测和医学诊断等领域得到了广泛的应用。
本篇文章将介绍液体闪烁测量技术的课件内容并分析其作用及意义。
课件内容主要包括液体闪烁计数器的原理、结构和工作原理、液体闪烁探测器的种类及其检测原理、液闪仪的操作流程及实验室安全措施等。
对于从未接触液体闪烁测量技术的初学者来说,这些内容具有重要的意义。
1. 液体闪烁计数器的原理、结构和工作原理液体闪烁计数器是一种用于测量较低能量的放射性核粒子的仪器。
它由闪烁液体、闪烁体、光电倍增管、高压电源、背景计数器和数据分析系统等组成。
当放射性粒子穿过液态闪烁体时,它会产生能量损失,并将产生的能量转移到闪烁体。
在此过程中,闪烁体会发射出光子,通过光电倍增管转化成电子信号,并被计数器记录下来。
这种原理可用于检测诸如放射性气体、放射性核素等样品。
2. 液体闪烁探测器的种类及其检测原理液体闪烁探测器的种类包括Alpha/Beta探测器、Gamma探测器和Total Alpha/Beta探测器等。
Alpha/Beta探测器适用于测量含有α和β放射性粒子的样品,而Gamma探测器适用于测量γ射线。
Total Alpha/Beta探测器可同时检测α和β放射性核素水平。
3. 液闪仪的操作流程及实验室安全措施液闪仪的操作流程包括样品制备、装载、测量、数据分析和资料处理等步骤。
在进行测量之前,我们需要制定实验计划并确定样品和设计测量程序。
流程中的实验安全措施不可忽视,如佩戴安全设备、遵守操作流程、严格控制被测样品等。
以上课件的内容都是液体闪烁测量技术的基本知识,它们可以帮助初学者了解液体闪烁测量技术的操作流程和原理。
同时,液体闪烁测量技术的应用范围十分广泛,可以帮助我们更好地监测环境中的放射性物质、拓展核医学诊断技术、辅助放射性同位素分析以及进行核燃料监管等。
低本底和液体闪烁体探测器技术研究的开题报告

低本底和液体闪烁体探测器技术研究的开题报告一、选题背景和意义辐射探测技术是核能利用和放射性管理的重要组成部分,其应用范围涉及核能安全监测、核医学诊断、天文学、高能物理等领域,具有重要的科学和生产价值。
低本底和液体闪烁体探测器技术是辐射探测技术中的重要分支,具有敏感度高、时间分辨率好、能量分辨率高等优点,已被广泛应用于核反应堆安全、核材料检测、地球物理探测等领域。
该技术的研究和应用,有助于提高辐射探测的效率和准确性,为核能安全和放射性管理提供技术支持。
二、研究内容和目标本研究的主要内容是对低本底和液体闪烁体探测器技术进行深入研究,探索该技术在核反应堆安全、核材料检测、地球物理探测等领域的应用。
具体包括以下几个方面的内容:1.低本底探测器的研究:研究低本底探测器的基本原理、结构、性能,以及核物理反应、电子学分析等方面的关键技术,探索低本底探测器在核反应堆监测、远程辐射监测等方面的应用。
2.液体闪烁体探测器的研究:研究液体闪烁体探测器的基本原理、结构、性能,以及液体闪烁体探测器与电子学分析的耦合关系、闪烁体的选择等方面的关键技术,探索液体闪烁体探测器在核反应堆监测、地球物理探测等方面的应用。
3.探索低本底探测器与液体闪烁体探测器相结合的方法,进一步提高辐射探测的灵敏度和准确性,实现对核材料的高效、准确、可靠的检测和监测。
4.研发基于低本底和液体闪烁体探测器技术的辐射探测仪器或系统原型,构建一套完整、可靠的辐射监测系统,为核能安全和放射性管理提供技术支持。
本研究的主要目标是探索低本底和液体闪烁体探测器技术在核能安全、放射性监测领域的应用,实现对核材料的高效、准确、可靠的检测和监测。
三、研究方法和步骤1.文献调研:对低本底和液体闪烁体探测器技术的发展历程、原理、性能及其在核能安全、放射性监测领域的应用等方面的国内外研究进展进行全面归纳和总结。
2.实验研究:建立低本底和液体闪烁体探测器的实验平台,进行相关的实验研究,探索相关的关键技术和性能参数。
液体闪烁测量技术
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测量设备的灵敏度问题
测量设备的灵敏度决定了能够检测到的光子数量,进而影 响测量精度。由于各种原因,如设备老化、环境噪声等, 可能导致灵敏度下降。
解决方案:定期对测量设备进行校准和维护,确保其处于 最佳工作状态。同时,采用先进的信号处理技术和算法, 提高对光子信号的识别和提取能力。
测量过程中的误差控制
药物代谢研究
通过该技术可以研究药物在体内的代谢过程、药效及副作用等,有助于新药研发 和临床用药指导。
04 技术挑战与解决方案
闪烁液的稳定性问题
闪烁液的稳定性对测量结果的准确性至关重要,但实际操作 中往往存在不稳定的问题,如成分变化、沉淀和结晶等。
解决方案:采用高纯度、高质量的闪烁液,定期检查和更换 ,确保其性能稳定。同时,对闪烁液进行严格的质量控制, 包括成分分析、纯度测试和稳定性评估。
探索新型的闪烁液材料和配方,以提 高发光效率和稳定性,降低对环境的 污染和成本。
功能性闪烁液的研发
开发具有特殊功能的闪烁液,如可响 应特定化学或生物分子的闪烁液,用 于特定的检测和测量应用。
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光电倍增管具有高灵敏度、低噪声和快 速响应的特点,能够有效地检测到逃逸 出来的光子,并将其转化为电信号。
03 应用领域
核物理研究
核反应研究
通过液体闪烁测量技术,可以研 究核反应的速率、能量分布以及 反应产物等信息,有助于深入了 解核结构和性质。
放射性核素分析
该技术可用于分析放射性核素的 种类、浓度和半衰期等参数,为 核能、核医学和放射化学等领域 提供重要数据。
在液体闪烁测量过程中,误差来源多样,如设备误差、操作误差和环境因素等。 这些误差可能对测量结果产生重大影响。
液体闪烁计数法原理
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液体闪烁计数法原理液体闪烁计数法是一种用于检测放射性核素的技术,它利用液体闪烁物质(scintillator)吸收放射性粒子并发出光子的现象,通过计数探测器所收集到的光子数来确定样品中放射性核素的活度。
液体闪烁计数法的原理基于液闪晶体对高能粒子产生的电离和激发过程中所发出的荧光和可见光的敏感性。
当液体闪烁体中的放射性核素被高能粒子击中时,核素会与闪烁物质中的电子相互作用,产生电离和激发。
这些电离和激发产生的自由电子、激发态和离子都会在液体中运动并与分子相互作用,将能量逐渐转移到周围的闪烁分子中。
在液闪中,一些分子在能量转移过程中会被激发,通过荧光的形式释放出储存的能量。
这些荧光分子会发出可见的光子,在探测器中被探测和计数。
对于其他分子,能量转移过程将导致它们解离,并形成带电离子。
离子在分子间间接触碰形成荧光分子,发出光子被计数。
液体闪烁体中各个荧光分子之间的能量转移过程并不是简单的一对一的过程,而是通常会涉及几千万甚至几亿个闪烁分子之间的复杂耦合。
液体闪烁体中的光子自发发射都包含着各种光谱成分。
通常,当放射性核素中的粒子入射到液闪中,它会通过Birks定律引起光谱中的能量量尺度缩放。
Birks定律是指当高能粒子穿过闪烁体时,其所散失的能量量和穿透距离成非线性关系。
在液体闪烁计数法中,Birks定律可用于校正探测器中所接收到的光子的能量。
校正方法亦存在多种形式,包括预先模型化法、被动校正法和主动校正法,其中不同方法可根据探测器性能、放射性核素研究对象及使用环境等进行选择。
液体闪烁计数法在大多数实验室中广泛应用,作为放射性核素分析的重要方法之一。
它可以用于检测各种放射性核素如氡、铀、钍、铯等,其活度测量不受核素类型的限制,同时还可以用于追踪同位素分析,人体代谢和射线探测等。
液体闪烁计数技术的发展也在不断完善和提高,目前为止,已经达到了可检测5万年前的核素活性的极高灵敏度。
液体闪烁测量技术
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第三章液体闪烁测量技术第一节液体闪烁计数的原理一、液体闪烁测量的特点液体闪烁(液闪)测量(liquid scintillating counting)是借助闪烁液作为射线能量传递的媒介来进行的一种放射性测量技术。
它的技术特点是将待测样品完全溶解或均匀分散在液态闪烁体之中,或悬浮于闪烁液内,或将样品吸附在固体支持物上并浸没于闪烁液中,与闪烁液密切接触;因此射线在样品中的自吸收很少,也不存在探测器壁、窗和空气的吸收等问题,几何条件接近4π。
所以,液闪测量对低能量、射程短的射线具有较高的探测效率,尤其是对样品中的3H和14C探测效率显著提高。
目前商品供应的液体闪烁计数仪对3H的计数效率可达50%~60%,对14C及其他能量较高的β-射线可高达90%以上。
由于β-射线的电离密度大、在闪烁液中的射程短,绝大部分β-粒子的能量在闪烁液中被吸收,又因为闪烁过程中产生的光子数与β-射线的能量成正比,因而液体闪烁法也可用于β-谱测定。
液闪技术还可用于探测α射线、β+射线、低能γ射线,液闪仪也可用于契伦科夫(Cerenkov)辐射、生物发光和化学发光等方面的测量。
液闪测量技术在示踪研究领域中,特别在医学生物学领域已成为最常用的技术之一。
二、液体闪烁测量的原理液闪测量是对分散在闪烁液中的放射性样品进行直接计数,样品所发射的β-粒子的能量绝大部分先被溶剂吸收,引起溶剂分子电离和激发。
大部分受激发分子(约90%)不参与闪烁过程,以热能的形式失去能量;其中部分激发的溶剂分子处于高能态,当其迅速地退激时,便将能量传递给周围的闪烁剂分子[第一闪烁剂(primary scintillator)),使之受激发。
受激发的高能态闪烁剂分子退激复原时,能量发生转移,在瞬间发射出光子。
当光子的光谱与液体闪烁计数器的光电倍增管阴极的响应光谱相匹配时,便通过光收集系统到达光电倍增管的阴极,转换成光电子,在光电倍增管内部电场作用下,形成次级电子,并被逐级倍增放大,阳极收集这些次级电子后,便产生脉冲。
液闪tdcr测量方法
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液闪tdcr测量方法(实用版4篇)篇1 目录I.液闪tdcr测量方法的背景II.液闪tdcr测量方法的概念和原理III.液闪tdcr测量方法的应用和优势IV.液闪tdcr测量方法的局限性和改进篇1正文一、液闪tdcr测量方法的背景液闪tdcr测量方法是核测量学中的一种技术,主要用于测量核反应堆中的中子通量和热功率。
该方法利用闪烁液体的光电效应和闪烁计数器来测量中子通量,并通过计算机软件对数据进行处理和分析。
二、液闪tdcr测量方法的概念和原理液闪tdcr测量方法的基本原理是利用中子与液体中的原子核发生弹性碰撞,产生中子反冲和光子。
光子通过光电效应被闪烁体转化为电信号,被闪烁计数器记录下来。
通过对这些信号进行处理和分析,可以得到中子通量和热功率等参数。
三、液闪tdcr测量方法的应用和优势液闪tdcr测量方法在核反应堆的监测和控制中具有广泛的应用。
它可以实时监测反应堆的中子通量和热功率,帮助反应堆工程师进行热工计算和控制,确保反应堆的安全稳定运行。
此外,液闪tdcr测量方法具有较高的测量精度和稳定性,可以提供准确的测量结果。
四、液闪tdcr测量方法的局限性和改进液闪tdcr测量方法也存在一些局限性和挑战。
例如,闪烁液体的稳定性会影响测量结果的准确性;计算机软件的计算和处理过程需要较高的计算能力。
篇2 目录I.液闪tdcr测量的基本原理1.液闪tdcr测量的概念2.液闪tdcr测量技术的原理3.液闪tdcr测量技术在环保领域的应用篇2正文液闪tdcr测量方法是一种基于示波仪技术的测量方法,可用于监测大气环境中的污染物浓度。
其基本原理是通过测量荧光信号的强度和频率,进而推算出大气中污染物的浓度。
下面将对液闪tdcr测量的基本原理进行详细介绍。
1.液闪tdcr测量的概念液闪tdcr测量方法是一种基于示波仪技术的测量方法,它利用了荧光信号的强度和频率来推算出大气中污染物的浓度。
在液闪tdcr测量中,使用了一种特殊的化学试剂,即荧光染料,它能够与空气中的污染物发生反应,产生荧光信号。
液闪使用说明书
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目录一、概述1.产品说明2.HLSC-20F的基本组成3.HLSC-20F的基本工作过程二、系统原理框图三、主要技术指标性能特点四、HLSC-20F双管符合液体闪烁计数器的外形五、样品测量的简明操作1. 开机2. 加载样品或更换样品3. 启动测量六、系统对测量条件的设置1. 测量周期的设置2. 阈值设置3. 高压设置七、样品制备中的闪烁液和溶剂1. 探测机理2. 闪烁液八、样品测量方法一、概述液体闪烁计数器(liquid scintillation counter)是使用液体闪烁体(闪烁液)接受射线并转换成荧光光子的放射性计量仪。
液体闪烁计数器主要用于探测一些低能β核素示踪原子的放射性样品,尤其对低能β更为有效。
可用于3H、14C、32P、35S、45Ca、55Fe、36Cl、86Rb、65Zn、90Sr、203Hg等含有放射性核素的动植物、微生物和非生物样品测定。
其基本原理是依据射线与物质相互作用产生荧光效应。
首先是闪烁溶剂分子吸收射线能量成为激发态,再回到基态时将能量传递给闪烁体分子。
闪烁体分子由激发态回到基态时发出荧光光子。
荧光光子被光电倍增管(PM)接收转换为光电子,再经倍增在PM阳极上收集到好多光电子,以脉冲信号形式输送出去。
将信号符合、放大、分析、显示,表示出样品液中放射性强弱与大小。
液闪计数器目前已广泛的应用于工业、农业、生物医学、分子生物学、环境科学、考古与地质构造等领域科研工作中的核素示踪与核辐射测量。
主要包括以下几个方面:1 细胞与分子生物学主要利用3H、14C、32P等放射性核素进行体内或体外标记,研究细胞生物体内核酸、蛋白质等生物大分子的合成与降解代谢及其转化途径。
尤其在核酸分子标记及分子杂交、探针制备等方面应用更为广泛。
2 生物医学利用放射免疫分析技术测定动物或人体内激素等微量活性物质,研究动物和人体体内内分泌和其它生理代谢行为。
3 动植物营养通过对大量或微量元素标记测定,研究动物、植物对营养元素、矿质元素的吸收利用率、生理代谢及其缺素症,为研究防治对策提供依据。
应用液体闪烁探测技术测量植物样品的几个问题

核农学通报 1997,18(1):36~37J.N ucl.Agr ic.Sci.应用液体闪烁探测技术测量植物样品的几个问题崔庆玲 贾志旺(中国科学院植物研究所 北京 100044) 研究了应用液体闪烁探测技术测量放射性植物样品时,不同酸、碱条件影响下的猝灭效应,以及高氯酸在闪烁液内的化学发光、颜色猝灭对测量的影响。
关键词:液体闪烁技术 放射性测量 化学发光 颜色猝灭 液体闪烁探测技术是当前应用最广泛的射线探测技术之一。
它在生物学、医学、农业科学、核物理和核工程、环境科学、水文地质和考古学等领域都发挥着重要作用。
目前,国内大约有2000多台自动液体闪烁探测器在运行。
自1982年全国第一次液体闪烁探测技术会议以来,研究工作不断深入发展。
我们对液体闪烁探测技术用于测定植物样品时常见的几个问题,做了一些工作[1,2]。
通常,液体闪烁探测中样品制备及测量前处理,将遇到高计数率样品(大量高活性样品连续或长时间计数导致光电倍增管疲劳,由此带来累积误差)、样品的化学发光(一种光化学行为,是通过化学反应使分子激发,在退激时发光的一种单光子现象,并只有在试剂、样品相混形成Cocktail时才能发光)、光致发光(闪烁体系被曝光后受激分子在撤除光源后退激发光,引起伪计数)、静电发光(闪烁瓶表面在炎热、干燥气候或仪器受热产生静电积累或发生静电干扰)、乳浊液相分离(由于放射性水溶液与闪烁剂比例不当、温度和酸、碱盐浓度等影响导致相的不稳),以及化学、颜色、相分离液等猝灭问题[3]。
若不解决上述问题,必然导致测量数据的不准确,以至所测得的值无重复性,同时对值的复原亦无意义。
材料与方法(1)酸碱对猝灭的影响 为得到植物样品确切的dpm值,以同一活度的放射性量值,研究了不同酸、碱条件对计数的影响。
以H2O溶液为对照,碱为10%或50%NaO H 溶液,酸为10%或50%H2SO4溶液。
上述溶液内均加同一活度的放射性量值,经FT-1907型双道液体闪烁谱仪3H道计数。
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第三章液体闪烁测量技术第一节液体闪烁计数的原理一、液体闪烁测量的特点液体闪烁(液闪)测量(liquid scintillating counting)是借助闪烁液作为射线能量传递的媒介来进行的一种放射性测量技术。
它的技术特点是将待测样品完全溶解或均匀分散在液态闪烁体之中,或悬浮于闪烁液内,或将样品吸附在固体支持物上并浸没于闪烁液中,与闪烁液密切接触;因此射线在样品中的自吸收很少,也不存在探测器壁、窗和空气的吸收等问题,几何条件接近4π。
所以,液闪测量对低能量、射程短的射线具有较高的探测效率,尤其是对样品中的3H和14C探测效率显著提高。
目前商品供应的液体闪烁计数仪对3H的计数效率可达50%~60%,对14C及其他能量较高的β-射线可高达90%以上。
由于β-射线的电离密度大、在闪烁液中的射程短,绝大部分β-粒子的能量在闪烁液中被吸收,又因为闪烁过程中产生的光子数与β-射线的能量成正比,因而液体闪烁法也可用于β-谱测定。
液闪技术还可用于探测α射线、β+射线、低能γ射线,液闪仪也可用于契伦科夫(Cerenkov)辐射、生物发光和化学发光等方面的测量。
液闪测量技术在示踪研究领域中,特别在医学生物学领域已成为最常用的技术之一。
二、液体闪烁测量的原理液闪测量是对分散在闪烁液中的放射性样品进行直接计数,样品所发射的β-粒子的能量绝大部分先被溶剂吸收,引起溶剂分子电离和激发。
大部分受激发分子(约90%)不参与闪烁过程,以热能的形式失去能量;其中部分激发的溶剂分子处于高能态,当其迅速地退激时,便将能量传递给周围的闪烁剂分子[第一闪烁剂(primary scintillator)),使之受激发。
受激发的高能态闪烁剂分子退激复原时,能量发生转移,在瞬间发射出光子。
当光子的光谱与液体闪烁计数器的光电倍增管阴极的响应光谱相匹配时,便通过光收集系统到达光电倍增管的阴极,转换成光电子,在光电倍增管内部电场作用下,形成次级电子,并被逐级倍增放大,阳极收集这些次级电子后,便产生脉冲。
再利用放大器、脉冲幅度分析器和定标器组成-能谱,最后被记录下来(见图3-1)。
整个闪烁过程发的电子线路,得到脉冲幅度谱,即β生在闪烁杯内,是通过射线、溶剂与闪烁剂作用完成的。
闪烁液中溶剂分子占99%以上,闪烁剂分子的浓度一般在1%以下。
由于各种第一闪烁剂分子固有的发光光谱各不相同,为了与光电倍增管的光电阴极响应光谱相匹配,通常需加入第二闪烁剂(secondary scintillator),以达到光谱匹配的目的。
图3-1液体闪烁过程的机制示意图(S*:激发的溶剂分子;F*:激发的闪烁剂分子;A:外分子;B:光电子;Q:热能;h :荧光分子;能量转换)三、常用液体闪烁计数器的类型(一) 单管液体闪烁计数器这类液体闪烁计数器是由单个光电倍增管构成的,是最早应用的一类液体闪烁计数器。
由于光电倍增管的热噪声及样品受光照射后发出的磷光等因素影响,使得其本底计数增高(103以上)。
热噪声信号的堆积幅度可与实际测量的信号幅度接近,这时需冷却以降低热噪声。
所以,在应用时受到一定限制。
(二)双管液体闪烁计数器现代液体闪烁计数器多为双管符合型的装置。
探测系统中有两个光电倍增管,只有在符合电路分辨时间内,同时接收到的信号才能被记录下来,从而使本底计数率大大降低。
因仪器增加了分析系统(放大器、分析器和定标器),可同时测量样品中两种或两种以上的放射性核素,或对样品进行淬灭校正。
特别是微机引入之后,除保留原有的仪器功能外,还向多用途、多功能方向发展。
第二节闪烁液闪烁液是产生闪烁过程的基础和能量转换的场所,是由一种或多种溶剂、闪烁剂和添加剂等成分组合而成的混合液体。
一、溶剂溶剂是溶解闪烁剂和样品的介质,也是初始能量的吸收剂和转化剂,它能接受辐射能,初始激发发生在其分子中,并能有效地将辐射能转移给闪烁剂。
按照溶剂的相对数量,和在闪烁过程中所起的作用,常分为第一溶剂和第二溶剂。
(一)第一溶剂第一溶剂(primary solvent)是初始能量的吸收剂和转化剂。
在电离辐射作用下,其分子被激发转变为初始激发分子,退激发时,将能量传递给第二溶剂或闪烁剂分子。
常用的第一溶剂为烷基苯, 如甲苯、二甲苯、对二甲苯、异丙基二联苯和1,2,4-三甲苯。
后三种溶剂的效率比前两种高,但由于价格昂贵,其应用不如前两种广泛。
烷基苯类的最大缺点是不能与水互溶,对多数生物样品的溶解能力差,但仍是目前最常用的溶剂之一。
常用的另一类第一溶剂是脂肪族醚类溶剂,它对极性化合物溶解力低,能量传递效率不高。
对于含水量较多的生物样品,1,4-二氧六环是首选,它能容纳大量的水,本身又是很多极性化合物的良好溶剂。
其缺点是:有时含有氧化物等杂质,化学发光严重。
腈类化合物中的苯腈传递能量效率相当高,其淬灭耐受性较好,是一性质较好的第一溶剂,但毒性大,价格高,不宜常规使用。
因对不少金属盐有较强的溶解能力,可在特殊实验中选用。
绝大多数极性溶剂(如乙醇、乙二醇、二甲醛等)的能量传递效率低,不能作为闪烁液的主要溶剂,但对不少极性化合物有较强的溶解能力,并能促进水与二甲苯等非极性溶剂互溶。
因此这类溶剂常被用作助溶剂。
(二) 第二溶剂(secondary solvent)为提高探测效率,有时在第一溶剂中加入第二溶剂,它的作用是吸收第一溶剂的能量,并将能量有效地传递给闪烁剂。
如在效率低的溶剂或淬灭严重的样品中加入适量的萘,能显著地提高探测效率。
一般认为萘是能量的中间传递者,所以称为第二溶剂。
萘的使用浓度为60~150g/L,浓度过高时加入水溶性样品后会析出萘结晶,影响实验的稳定性和探测效率。
各类溶剂性能不同(表3-1),选择溶剂时主要依据能量传递效率,其次要考虑对样品的溶解能力、溶剂的冰点、纯度以及对荧光的透明度。
一般来说,人们把甲苯和二甲苯作为脂溶性或固相样品的溶剂,二氧六环作为水溶性样品的溶剂。
表3-l 闪烁液常用的溶剂性能比较溶剂14C相对计数率3H相对计数率冰点(0C)甲苯 1.00 1.00 —95对二甲苯— 1.12 +12二甲苯0.97 1.00 ≤201,2,4-三甲苯— 1.00 —61苯甲醚 1.00 ——371,4-二氧六环0.70 0.34 +12乙本醇二甲醚0.60 0.04 —71苯腈0.98 0.76 —13(三)溶剂的纯度及配伍溶剂的纯度通常是很重要的,纯度越高,计数率越高。
当有少量的某种化合物存在于溶剂时,几乎能使溶液的闪烁率下降到零。
溶剂纯化的目的是将能产生淬灭作用的杂质去除,以提高计数效率;同时可以去除其中的化学发光物质,以提高计数的准确率。
通常溶剂要求达到AR级或最少CP级。
闪烁液配制时要注意配伍禁忌。
为了提高测量效率,第一溶剂常与助溶剂萘配伍使用。
若配伍不当便出现相反结果。
如萘与TP合用时溶于二甲苯中,则不但不提高计数效率,反而使计数率显著下降。
萘和TP合用于二氧六环中虽能提高效率,但远不如与PPO合用效果好。
过氯酸加入到含POPOP或bis-MSB的闪烁液中,会出现黄色,效率明显降低。
二、闪烁剂闪烁剂(scintillator)为闪烁液中的发光物质,是闪烁液的重要组成成分,也是光子的有效来源。
所以,对闪烁剂的要求,主要是探测效率高,淬灭耐受性好,在溶剂中有一定的溶解度,化学性质稳定,发射光谱与光电倍增管的响应光谱相匹配。
具备上述特点的闪烁剂可以单独使用。
常用的闪烁剂是由苯基、萘基、恶唑、联二苯基、苯恶唑和l,3,4-恶二唑等基本结构与一些辅助基团组成的。
(一)第一闪烁剂(primary scintillator)第一闪烁剂的作用是吸收退激溶剂分子发出的能量,使自身被激发,并在退激时发射出光子。
对它的要求是发光效率高,淬灭耐受性好,发光衰减时间短,发射光谱要与光电倍增管的光谱相匹配。
常用的第一闪烁剂的性能见表3-2。
表3-2 常用第一闪烁剂性能比较名称(略写) 发射光谱值(nm)甲苯中的溶解度(g/L, 20 C)甲苯中的最佳浓度(无淬灭)相对发光效率淬灭耐受性TP 350 8.6 7.3 1.30 最差PPO 376 414 4~8 1.00 略优于TPPBD 386 21 8~10 1.28 最好b-PBD 380 119 6~12 1.23 略低于PBD BBOT 446 58.8 7 0.71 低于PPO因为第一闪烁剂主要是从与其相接触的退激溶剂分子那里获得能量,它的浓度能影响探测效率,从图3-2可以看出,当其浓度增加到一定值时,计数率不会再增加,曲线变得平坦,此段浓度称为最佳浓度段。
当浓度继续增加时,发生自淬灭而导致计数效率下降。
不同的闪烁剂应该有其最佳使用浓度。
大多数闪烁剂在最佳的浓度范围(7~10 g/L)内,能量传递效率接近100%。
但是在使用时闪烁剂的浓度必须通过预实验具体选定,因为溶剂不同或有淬灭剂存在时,最佳浓度会发生变化。
图3-2 探测效率与闪烁剂浓度的关系在选择第一闪烁剂的浓度时应注意以下几点:(1)第一闪烁剂的溶解度;(2)闪烁剂分子间的相互作用;(3)闪烁剂的自吸收作用;(4)闪烁剂与淬灭物争夺能量的本领,或者各种闪烁剂对淬灭剂的耐受能力(如PBD>b-PBD>PPO>TP)。
(二)第二闪烁剂液体闪烁过程的最终阶段是改变所产生的光谱波长,使之与所用的光电倍增管的光阴极波长相匹配。
当两者不相匹配时,就需要加入少量的第二闪烁剂。
第二闪烁剂是与第一闪烁剂相类似的、能发射荧光的芳香族物质(表3-3)。
通常的用量约为第一闪烁剂的1/10~l /50。
通过非辐射性的能量转移接受第一闪烁剂的激发态的能量,使自身的电子受激发,随后发射出光子。
其光谱取决于第二闪烁剂分子的性质。
这种能量转移的效率通常是很高的,但发射的光子的能量分布却向低能带移动,即向长波方向移动。
因加入第二闪烁剂之后,能引起波长分布移位,所以,第二闪烁剂又称为移波剂(wavelength shifter)。
第二闪烁剂的第二个用处是在某些情况下可提高到达光电倍增管的光子数。
表3-3 一些常用第二闪烁剂的特性名称(略写)甲苯中溶解度(g/L) 一般使用浓度(g/L)发射光谱峰值nm 0°C 20°CPOPOP 1.5 2.2 0.1~0.6 415 DM-POPOP 2.0 3.9 0.1~0.6 430 NPO 50 108 0.5~0.1 400~430 PBBO — 4.2 0.5 396 Bis-MSB ——0.5~1.5 416工作中使用第二闪烁剂,能增加闪烁液的透光度,减少对波长短的光子的吸收,并能提高闪烁液对化学淬灭的耐受性。
但使用装备双碱型光电倍增管的现代液体闪烁计数器时,除TP 外,一般用PPO和b-PBD时都不需要用第二闪烁剂。
在某些情况下,如采用大体积闪烁液测量,或当某些溶剂或玻璃材料对第一闪烁剂发出的紫外线有明显的吸收作用,或者样品有严重的化学淬灭时,仍需要用第二闪烁剂。