방사성 동위원소에서 방출되는 방사선과 물질의 상호 작용은 방사능의 존재와 방사성 동위원소의 성질과 강도를 탐지하는 데 사용할 수 있는 전리와 자극 효과를 직간접적으로 발생시킨다. 다양한 광선의 수를 기록하고, 광선의 강도를 측정하고, 광선의 에너지를 분석하는 기구를 총칭하여 프로브라고 한다. 방사선을 측정하는 데는 다양한 기기와 방법이 있다. 맥케이가 1953 에서 말했듯이, "물리학자가 원자 입자로 인한 새로운 효과를 관찰할 때마다, 그는 이 새로운 효과를 이용하여 탐지기를 만들려고 한다" 고 말했다. 일반적으로 탐지기는 두 가지 범주로 나뉩니다. 사진유제, 구름실, 거품실, 불꽃실, 유전체 입자 탐지기, 광 변색 탐지기 등' 트랙형' 탐사선은 주로 고에너지 입자 물리학 분야에 쓰인다. 둘째, 이온화 카운터, 비례 카운터, 가이거 카운터, 신틸레이션 카운터, 반도체 카운터 및 체렌코프 카운터를 포함한 신호 검출기는 저에너지 핵 물리학, 방사선 화학, 생물학, 생화학, 분자 생물학 및 지질학, 특히 신틸레이션 계수기는 생화학 및 분자 생물학 연구에 필요한 도구 중 하나입니다.
첫째, 신틸레이션 검출기
1. 검출 원리
신틸레이션 검출기는 신틸 레이터, 광전자 증 배관, 전원 공급 장치 및 증폭기-분석기-교정기 시스템으로 구성됩니다. 현대의 깜박임 탐지기는 일반적으로 측정 결과를 처리하기 위한 컴퓨터 시스템을 갖추고 있다. 광선이 신틸 레이터를 통과할 때, 신틸 레이터는 광선 이온화에 의해 발생 하 고 특정 파장의 빛을 방출 합니다. 이 광자들은 광전배관의 광극에 부딪쳐 광전효과를 발생시켜 전자를 방출한다. 전자가 광전승수관을 통과하는 다단 음극 회로, 단계적으로 확대 또는 전기 펄스를 위해 전자 회로 부분을 입력한 다음 교정기에 의해 기록됩니다. 광전극에서 생성되는 전자의 수는 그 위에 비치는 광자의 수에 비례한다. 즉 방사성 동위원소가 많을수록 신틸러기에서 발생하는 깜박임이 많을수록 기기가 기록하는 펄스도 많아진다. 측정 결과는 분당 광선 수 (CPM 으로 약칭) 인 계수율로 나타낼 수 있습니다. 현대 카운트 장치는 일반적으로 분당 카운트 수 (DPM 으로 약칭), 카운트 효율성 (E), 측정 오차 등의 쇠퇴율을 동시에 제공할 수 있습니다. 신틸레이션 탐지기는 최근 몇 년 동안 급속도로 발전해 온 광범위한 핵 탐지기로, 핵심 구조 중 하나가 신틸라즈이다. 신틸 레이터는 카운터의 품질을 크게 결정합니다.
2. 형광 물질
신틸 레이터는 에너지를 흡수하고 약 1 마이크로초 이하의 시간 내에 부분적으로 흡수 된 에너지를 빛의 형태로 재방출 할 수있는 물질입니다. 신틸 레이터는 무기 신틸 레이터와 유기 신틸 레이터의 두 가지 범주로 나뉩니다. 신틸 레이터의 필수 성능은 자체 방사되는 광자의 높이에 투명해야 한다는 것입니다. 신틸 레이터가 자체 방사하는 일부 광자를 흡수하는 비율은 신틸레이션 재료에 따라 달라집니다. 무기 신틸 레이터 [예: NaL (TL) 및 ZnS (Ag)] 는 거의 100% 투명하지만, 유기 신틸 레이터 (예: 안트라센, 플라스틱 신틸 레이터 및 액체 신틸 레이터) 는 일반적으로 덜 투명합니다. 현재 일반적으로 사용되는 몇 가지 신틸 레이터는 (1) 무기 결정체, 주로 불순물이 있거나 없는 알칼리 금속 요오드화물이다. (2) 유기 결정은 대체되거나 대체되지 않은 방향족 탄화수소이다. (3) 액체 유기 용액, 즉 액체 신틸 레이터; (4) 플라스틱 용액 중의 유기용액은 고용체 반짝임체이다.
광전자 증 배관
신틸레이션 검출기의 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 그것의 부품은 광전지와 승수 전극이다. 광전음극은 신틸 레이터의 광 신호를 전기 신호로 변환하는 데 사용되며, 승수 전극은 증폭기로 사용되며 확대율은 106 보다 큽니다. 광전극에서 발생하는 전자는 가속하여 승수 전극으로 날아가고, 전자의 승수는 각 승수 전극에서 발생한다. 승수 전극의 승수 계수는 적용된 전압에 비례하므로 광전배관의 전원은 승수 계수의 변화가 가장 적고 입사가 없도록 매우 안정적이어야 합니다. 광전승수관으로 저에너지 방사능을 감지할 때는 반드시 암전류를 낮춰야 한다. 측정 공간 환경에서 낮은 실온을 유지하는 것은 광전승수관의 암전류를 낮추는 효과적인 방법이다.
둘째, 크리스탈 깜박임 수 (크리스탈 깜박임 수)
1. 검출 원리
플루토늄과 플루토늄 입자와는 달리, 감마선은 빛과 기타 전자기 복사와 비슷하다. 그것들이 물질과 상호 작용할 때, 직접 이온화되는 것이 아니라, 광전효과, 콤프 턴 효과, 전자쌍 생성이라는 세 가지 메커니즘 중 하나에 따라 흡수된다. 광전 효과에서 각 광자는 흡수 재질에서 원자의 궤도 전자와 상호 작용할 때까지 모든 에너지를 유지합니다. 이 과정에서 광자는 모든 에너지를 전자에 주고 전자는 고속으로 방출되고 광자는 더 이상 존재하지 않는다. 방출되는 전자는 광전자라고 불리며, 베타 입자처럼 에너지를 전리하고 다른 원자는 소모된다. 콤프 턴 효과에서 HV 에너지를 가진 입사 광자는 흡수 물질에서 원자의 궤도 전자와 상호 작용합니다. 이 과정에서 광자는 궤도 전자에 에너지를 주어 전자를 방출한 다음 에너지 HV' 작은 광자가 에너지와 운동량이 모두 보존되는 형태로' 산란' 됩니다. 발사된 전자를 반동전자, 콤프 턴 전자라고도 한다. 콤프 턴 전자는 베타 입자와 같은 방식으로 에너지를 분산시키고 산란광은 광전 또는 콤프 턴 과정에 의해 더 흡수됩니다. 전자쌍을 만들 때, 일부 입사광자의 에너지는 아인슈타인 방정식에 따라 질량으로 변환됩니다. e = mc2, 여기서 E 는 er (Lego) 로 표시된 에너지, M 은 G 로 표시된 질량, C 는 광속, cm/s 단위로 입사된 감마광자는 물질을 흡수하는 원자의 핵장에서 알 수 없는 방식으로 인멸됩니다 흡수 물질 중 하나의 전자중화를 흡수하는데, 이 인멸 과정은 한 쌍의 광자를 생성하는데, 각 광자의 에너지는 0.5 1MeV 로, 결국 광전효과 콤프 턴 효과에 의해 흡수된다. 감마선은 질량이 없기 때문에 관통력이 강하여 납과 같은 전자 밀도가 높은 물질에 가장 쉽게 흡수된다. 높은 원자 서수 z 의 원자는 높은 전자 밀도와 직접 관련이 있다. 탐지기의 경우, 일부 무기염은 플루토늄 광자를 효과적으로 흡수하여 흡수된 감마선 에너지에 비례하는 광자를 동시에 방출합니다. 예를 들어, 요오드화 나트륨은 요오드 원자의 높은 원자 서수 Z, 고밀도 (비중 3.67), 흡수 단위 에너지당 고광자 생산량, 결정체의 좋은 투과율을 가지고 있어 감마선 검사에 매우 효과적이다.
2. 테스트 장치
감마 광자를 감지하는 데 사용되는 고체 결정체로, 광전승수관 표면에 놓인' 밀폐된' 요오드화 나트륨 결정체를 포함한다. 밀봉된 결정체는 고체 원통형 탈륨 활성화 요오드화 나트륨으로, 위쪽과 주변이 알루미늄층으로 둘러싸여 빛과 수분을 피한다. 요오드화 나트륨 결정체는 수분을 쉽게 흡수하기 때문이다. 반사도를 높이기 위해 요오드화 나트륨 결정체는 유리 조각으로 밀봉되어 광전도배관 표면과 직접 접촉하고 실리콘 오일을 넣어 광학 매칭을 가능하게 한다. 전체 장치가 불투명하다. 감마선은 결정체 표면의 알루미늄 층을 쉽게 관통한 다음 고효율 결정체에 흡수되어 가시광선을 방출하는데, 그 에너지는 감마선 입사 에너지에 비례한다. 그런 다음 광전승수관은 가시광선 에너지를 전기 펄스로 변환하고, 다양한 에너지 변환 과정 (즉, 감마광자의 발사에서 전기 펄스의 생성까지) 의 비례 특성과 감마광자의 흡수 특성을 통해 감마방사성 동위원소가 결정체 깜박임을 통해 세고 수량화할 수 있도록 합니다. 결정체 계수기는 일반적으로 광전 효과와 콤프 턴 효과를 효과적으로 감지할 수 있도록 설계되었다. 그러나 검출 효과는 광자 에너지가 증가함에 따라 감소한다. 대부분의 상용 감마 카운터에서 사용되는 요오드화 나트륨 결정체의 크기에 대해 광전효과는 400keV 미만이고 콤프 턴 효과는 1MeV 근처에서 우세합니다. 이 두 에너지 사이에서 두 가지 효과는 거의 같은 주파수로 발생하며, 사용되는 결정체의 크기가 작기 때문에 전자쌍의 발생을 감지하기가 어렵다. 또한 플라스틱 용제 (예: 폴리에틸렌 톨루엔) 에 POPOP 또는 TP 와 같은 플래시를 추가하여 32P 에서 방출되는 1.7 1MeV 고에너지 베타 광선과 같은 고에너지 베타 광선을 감지하는 데 사용할 수 있는 슬라이버를 형성합니다. 가장 먼저 사용된 황화아연 결정체는 매우 얇으며, 미량의 은을 활성화제로 함유하고 있어 알파 광선을 탐지하는 데 사용할 수 있다.
결정 섬광 수의 정성 및 정량 분석.
방사성 동위원소 크롬은 주로 전자를 통해 쇠퇴하며 반감기는 27.8 일이다. 전자포로로 인해 원자의 원자 서수가 1 감소하여 플루토늄의 동위원소가 되었다. 텅스텐이 전자에 의해 기저상태로 감쇄되는 빈도는 9 1% 로, 이후 -5 kev 를 방출하는 약한 X 선은 일반적으로 감지하기 어렵다. 샘플에서 나오는 X 선은 요오드화 나트륨 결정체에 침투하기 전에 감지할 수 있기 때문이다. 5 1Cr 은 전자를 통해 바나듐으로 붕괴될 확률이 9% 로,-320keV 를 발사하는 감마선을 통해 즉시 안정된 기저상태로 붕괴될 가능성이 있어 쉽게 감지된다. 결정체 깜박임 카운터로 5 1Cr 을 관찰하고 320keV 에서 날카로운 봉우리를 관찰했는데, 이는 광전 효과로 감마광자 에너지를 손실한 결과지만, 이 과정은 전체 에너지를 잃지 않았기 때문에 낮은 에너지 하에서 콤프 턴 효과 손실로 인해 폭이 넓고 눈에 띄지 않는 일련의 봉우리가 나타나고, 광전봉의 바닥에서 계곡까지 맞은편을 콤프턴 가장자리라고 합니다. 에너지는 콤프턴 지역의 확산봉보다 낮다. 이는 감마선이 흡수 물질의 후방 산란에 의해 발생하며 산란광자 에너지가 낮다. 각종 감마선 방사성 동위원소에는 모두 그 특징인 광전봉이 있어 감별하고 감정하는 데 사용할 수 있다. 다양한 샘플의 감마선 수 측정은 계산률을 총 방사성 또는 표준 소스의 계산율과 비교하여 샘플 방사를 총 방사성 또는 표준 소스의 백분율로 계산하여 샘플 방사성을 산출합니다.
4. 기기 성능 평가
결정체 깜박임 카운터는 기본적으로 우물 모양이나 원통형이며 요오드화 나트륨 (탈륨) 은 감마선을 감지하기 위해 신틸러체로 사용되기 때문에 감마선을 감지하는 결정체 깜박임 카운터도 감마카운터 (감마대-count-r) 라고 한다. 일반적으로 γ 카운터의 성능은 137Cs 의 662keV 광전 피크 해상도와 비교됩니다. 검출 시스템의 해상도는 최대 피크 높이 (keV) 의 절반에 있는 피크 폭을 광전 피크의 최대 펄스 높이 (keV) 로 나눈 다음 100 을 곱한 광전 피크 확장 정도를 측정한 것입니다. 광전자 승수관이 최적 상태에서 작동하는 경우 해상도는 7% 에 이를 수 있습니다. 일반적인 우물 결정 카운터는 광학 특성이 좋지 않아 해상도가 떨어지고 해상도 값은 약 12% 입니다. 감마선 에너지가 높을수록 광전봉의 해상도가 좋다.
셋. 액체 깜박임 수
액체 깜박임 카운트에 사용되는 신틸 레이터는 액체입니다. 신틸 레이터를 적절한 용액에 용해시켜 신틸 레이터 용액을 만들고 측정 할 방사성 물질을 신틸 레이터 유체에 넣습니다. 액체 깜박임 카운터의 적용은 4π 입체각의 우월한 기하학적 측정 조건에 도달할 수 있으며, 광원의 자체 흡수도 무시할 수 있습니다. 에너지가 낮고, 사정거리가 짧고, 공기 등에 쉽게 흡수되는 플루토늄 광선과 저능 베타 광선 (예: 3H 및 14C) 에 대해 높은 탐지 효율을 가지고 있습니다. 액체 깜박임 카운터는 플루토늄 광선과 저능 베타 광선을 측정하는 데 선호됩니다.
1. 감지 메커니즘
액체를 깜박여 광자를 생성하는 과정은 방사원에서 방출되는 복사 에너지가 먼저 용제 분자에 의해 흡수되어 발생한다는 것이다. 발생 에너지가 용제에서 전파될 때 신틸라머 (용질) 로 전달되어 신틸라머 분자의 자극을 일으킨다. 신틸 레이터 분자가 기저 상태로 돌아 왔을 때, 광자가 방출됩니다. 광자는 투명 신틸레이션 액과 샘플 병 벽을 통과하고 광전자 증 배관의 광전지에 의해 받아 광전자 전자를 생성합니다. 광전자는 광전자 증 배관의 전위 증폭기에 의해 확대되어 양극에 의해 전기 펄스를 형성하여 복사 에너지를 전기 에너지로 전환시킵니다.
2. 신틸레이션 액체
액체 깜박임 카운트 시스템에서 사용하는 깜박임액은 반짝이는 병 안에 방사성 샘플을 제외한 다른 성분으로, 주로 유기 용제와 용질 (깜박임체) 을 말하며, 경우에 따라 샘플 준비 또는 계산 효율 향상을 위해 다른 첨가제를 첨가하기도 한다. ⑴ 솔벤트: 베타광선을 방출하는 베타원에서 초음극에 의해 수신될 수 있는 광자를 발사하는 이 일련의 에너지 전송 과정에서 에너지 전송 효율은 매우 낮으며, 극히 일부만이 광자를 발사하는 데 사용되는 에너지를 방출하는데, 그 중 방사선원과 용제 사이의 에너지 전송 효율은 약 5% ~ 10% 이다. 용제의 선택은 주로 신틸 레이터에서의 용해도와 방사성 에너지를 신틸 레이터로 전송하는 효율에 달려 있습니다. 일정 농도의 플래시가 톨루엔 용액에서 생성되는 펄스 높이가 100% 라면 80% 이상의 펄스 높이를 생산할 수 있는 모든 것은 용제로 정의되며 농도가 증가함에 따라 펄스 높이를 점차 낮출 수 있는 것을 희석제라고 하며 농도가 낮을 때 펄스 높이를 현저하게 낮출 수 있는 것을 급멸제라고 한다. 액체 깜박임 카운트 시스템에서 좋은 용제는 다음과 같은 조건을 충족해야 합니다. 1 깜박임에 대한 높은 용해도 ② 방사능 원의 이동 효율은 높다. (3) 깜박임에 의해 방출 된 광자의 높은 투명성; ④ 방사성 샘플은 용제가 있거나 없는 도움으로 용해될 수 있다. ⑤ 카운터 작동 온도 동결; ⑥ 균일 한 측정 용액을 형성 할 수있다. 일반적으로 알킬벤젠은 톨루엔과 크실렌과 같은 최고의 용제이다. 게다가, 벤조메틸도 좋은 용제이다. 또한 수분 함량이 많은 샘플의 경우 1, 4- 이산화탄소를 용제로 사용하지 않는다. 이 유기화합물은 극성이 있어 플래시와 수분 함량이 많은 샘플을 잘 용해시켜 계산 효율을 높일 수 있기 때문이다. 그러나 가격이 높고 응고점이 높은 단점이 있고, 장기간 석방된 후 담금질작용이 강한 과산화물이 생성되므로 사용하기 전에 정제해야 하며 0.00 1 을 추가해야 합니다.
정제된 다이옥탄의 변질을 억제할 수 있습니다. 깜박임액 중 용제는 약 99% 를 차지하므로 순도는 깜박임액의 품질에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 용제에서 빛나지 않는 불순물, 산소, 물의 함량은 플루토늄의 정도와 관련이 있다. 원칙적으로 용제는 깜박임 순도를 가져야 한다. 즉, 깜박임 수에 영향을 미치는 급냉 성분이 거의 없거나 거의 없어야 한다. 그것은 "분석 순수" 시약 정화 없이 직접 사용할 수 있는 것으로 판명 되었습니다.
(2) 신틸 레이터: 액체 신틸 레이션 카운트 시스템에서 신틸 레이터는 형광체라고도하며 신틸 레이터의 용질입니다. 형광 특성과 기능에 따라 첫 번째 신틸 레이터와 두 번째 신틸 레이터의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
① 첫 번째 신틸 레이터: (1 차 신틸 레이터): 일반적인 첫 번째 신틸 레이터: 트리 페닐 (TP): 화학 구조는 최초의 신틸 레이터 중 하나입니다. 그 수는 높고 가격은 비교적 싸지만 저온이나 수용액에서는 전기 성능이 높지 않다. 2,5-벤조 옥사 졸 (PPO): 화학 구조 현재 널리 사용되는 신틸 레이터입니다. 그것은 일반 용제에 잘 용해될 수 있고, 심지어 물의 경우에도 잘 용해될 수 있다. 톨루엔의 용해도는 200 g/L 이상이며 화학적 성질은 안정적이며 가격은 상대적으로 싸다. 그러나 가장 큰 단점은 눈에 띄는 농도 플루토늄 (자멸) 이다. 즉 용제 중 PPO 농도가 증가함에 따라 계산 효율이 떨어지는 것이다. 2- 페닐 -5-(4- 디 페닐)-1, 3,4- 옥사 졸 (PBD): 화학 구조는 그것을 알려진 가장 효과적인 신틸 레이터 중 하나로 만든다. PPO 에 비해 농도가 급멸되는 것을 견딜 수 있지만 용해도는 낮습니다. 특히 저온과 수분 샘플이 있는 경우 PPO 의 두 배에 달하는 사용량은 비용이 많이 듭니다. 2-(4- tert-부틸 페닐) -5-(4- 디 페닐)-1, 3,4, 옥디아 졸 (부틸 -PBD): 화학 구조는 PBD 보다 용해도가 높고 가장 크다 ② 두 번째 신틸 레이터 (2 차 신틸 레이터): 두 번째 신틸 레이터의 주요 역할은 첫 번째 신틸 레이터에서 방출되는 광자를 흡수 한 다음 더 긴 밴드 형광을 재발행하여 광자 생산량을 증가시키는 것입니다. 고농도에서 두 번째 신틸 레이터는 첫 번째 신틸 레이터와 동일한 역할을하며 (즉, 여기 된 용매 분자의 급냉 에너지를 받고 형광을 방출합니다), 급냉 인자와 경쟁하여 첫 번째 신틸 레이터가 급멸되는 정도를 감소시킬 수 있습니다. 다음 중 하나 이상의 경우 두 번째 깜박임을 플래시에 추가해야 합니다. A. 샘플에는 첫 번째 깜박임을 직접 급멸하는 화합물이 포함되어 있습니다. B, 제 1 신틸 레이터 농도가 너무 높아서 강한 자체 급멸을 일으키고, 방출되는 스펙트럼 범위는 광전승수관과 일치하지 않는다. C. 카운터의 광전배관의 광전지는 더 긴 파장에 더 나은 스펙트럼 반응을 보입니다. D. 측정 된 샘플은 자외선 근처에서 유의하게 흡수되었다.
일반적으로 사용되는 두 번째 신틸 레이터는 1, 4,2-이중 (5- 페닐 옥사 졸) 벤젠 (POPOP) 입니다. 용해도가 낮고, 톨루엔체계에서는 65438 0.2G/L 이고, 이산화육환에서는 65438 0.5G/L 입니다. 용해 속도가 느리기 때문에 일반적으로 용해를 촉진하기 위해 가열이 필요합니다. 현재 널리 사용되는 두 번째 신틸 레이터입니다. 1, 4 이중 2(4- 메틸 -5- 페닐 옥사졸기)-벤젠 (DMPOPOP): 용해도가 POPOP 보다 높고 톨루엔 계열에서는 2.3g/L, 이산화육환에서는 0.8g/L 입니다 또한-이중 (0- 메틸 페닐 에틸) 벤젠, (이중-MSB) 및 2-(4'- 비 페닐) -6- 페닐 벤조 옥사 졸 (PBBO) 이 있습니다. 몇 가지 일반적인 초급 깜박임체의 형광 파장은 3460 ~ 3800 에사이인데, Cs-sb 광전지의 최대 스펙트럼 응답 파장은 4000 이다. 그래서 Cs-Sb 소재의 광전지로는 초급 신틸러만 에너지를 잘 전달하지 못하고 계산 효율이 낮습니다. 2 차 깜박임을 추가하면 방출 스펙트럼 파장이 4 180-4300 에까지 증가하여 Cs-Sb 광전지와의 스펙트럼 응답, 에너지 전송 향상, 계산 효율 향상 등의 효과를 얻을 수 있습니다. Cs-K-Sb 는 Cs-Sb 보다 최대 스펙트럼 응답 파장이 짧은 이중 베이스 광전승수입니다. 따라서 보조 플래시가 없는 경우 계산 효율성이 향상됩니다. 그러나 2 차 몸체와 같은 기능을 고려하여 실제 작업에서는 일반적으로 2 차 깜박임을 사용합니다.
용제와 신틸 레이터 외에도 일부 다른 성분은 때때로 신틸레이션 액체에 추가됩니다. 반짝이는 액체가 수성 샘플에 용해되는 정도를 높이기 위해서는 용제를 첨가해야 한다. 카운트 효율을 높이기 위해, 급멸제를 넣었다. 톨루엔과 크실렌 등 유기 용제는 극성이 강하여 물에서의 용해성이 매우 떨어진다. 샘플에 더 많은 물이 포함되어 있을 때, 샘플 부피가 매우 작더라도 크실렌으로 톨루엔에 용해되어 투명한 균질 기관으로 녹기 어렵다. 때때로 샘플의 수분 함량은 크지 않지만 방사성 수준은 매우 낮다. 짧은 측정 시간 내에 통계적 오차 요구 사항을 충족하는 수를 얻기 위해서는 종종 샘플의 부피를 늘려야 하는데, 이는 수분 함량을 증가시키는 것과 같으며, 이러한 샘플은 톨루엔이나 크실렌과 잘 섞이지 않는다. 따라서 메탄올, 에탄올, 에틸렌 글리콜 에테르 등과 같은 특정 극성 유기 용제가 있습니다. , 추가해야 합니다. 이 용제들은 비극성 용제와 물 분자 사이에 다리 역할을 하며 톨루엔과 크실렌과 혼합될 수 있다. \par 공용제의 급멸작용이 커서 그 사용량을 제한해야 하기 때문에 수용할 수 있는 수분 함량도 제한되어 있다. 그 중 에탄올은 극성이 커서 화학적 급멸작용이 적어 흔히 볼 수 있는 용제이다. 항급멸제는 일반적으로 수분 함량이 높은 샘플을 측정하는 데 사용되거나, 다이옥탄이 용제로 사용될 때 사용된다. 나프탈렌은 매우 강한 급멸작용을 가지고 있기 때문에, 항급멸제 나프탈렌을 첨가하는 것은 카운트 효율을 높이는 데 매우 중요하다. 나프탈렌은 또한 일부 급멸작용을 상쇄할 수 있는 형광 물질이지만, 특히 톨루엔과 크실렌 용제에서는 트리페닐과 함께 사용할 수 없습니다. 그렇지 않으면 계산 효율이 매우 낮습니다. 액체 깜박임 카운터에서 깜박임액의 최적 볼륨은 일정 범위 내에서 변경될 수 있습니다. 높은 계산 효율을 얻기 위해서는 작은 부피를 사용해야 한다. 특히 3H 샘플의 경우 작은 볼륨의 깜박임액도 배경 수 (약 0.5 CPM/ml 깜박임액) 를 줄여 샘플의 자체 흡수를 줄일 수 있습니다. 샘플에 급멸제 성분이 포함되어 있을 때, 깜박이는 액체의 부피가 증가하면 희석을 통해 급멸을 줄일 수 있다.
3. 감지 장치
액체 깜박임 카운트에 매우 민감한 광전승수관을 도입하는 것은 낮은 관통률의 알파 광선과 저에너지 베타 광선 (예: 3H, 14C 등) 을 탐지하는 데 매우 중요합니다. ). 광전승수관을 사용하는 단일 광전승수관 액체 깜박임 카운터로, 광전승수관의 열 소음과 샘플이 빛에 비춰진 후 나오는 인광으로 인해 배경 수가 높아지고 탐지 효율성이 떨어집니다. 이중 튜브 준수 액체 깜박임 카운터는 두 개의 성능 지표가 거의 동일한 광전자 승수 튜브와 일치 회로 연결로 구성됩니다. 일치 회로는 두 개의 광전승수관을 통해 동시에 생성되는 신호만 전달할 수 있으므로 회로 해상도 시간 내에 두 개의 광전승수관이 동시에 관찰되는 신호만 기록하고, 열 소음이나 인광으로 생성된 임의 펄스를 빼서 기기 배경을 낮추고 탐지 효율을 높입니다. 이 시스템의 검출 효율은 50% 이상에 달할 수 있다. 액체 깜박임 카운트 시스템에서 광전승수관 양극에 의해 형성된 펄스 전압은 양극이 한 번에 수집하는 전자의 수와 선형 관계를 이룹니다. 광전승수관의 확대율이 일정할 때 (고압의 안정성에 따라), 광전극에서 생성되는 광전자가 많을수록 양극에 도달하는 전자가 많을수록 광전자의 수는 광자의 수에 따라 달라집니다. 정상적인 상황에서 신틸라머 분자가 방출하는 광자의 수는 방사성 동위원소의 쇠퇴로 인한 베타선 에너지에 비례한다. 복사 에너지는 전송과 에너지 변환 도중에 어느 정도 소모되기 때문에 복사 에너지와 방출되는 광자 수 사이에는 대략적인 선형 관계가 있습니다. 이것은 액체 플래시 장치가 에너지 스펙트럼 연구를 수행하고 다른 에너지의 방사성 동위 원소를 분석하여 질적 인 목적을 달성 할 수 있음을 보여줍니다. 예: 3H, 14C
이중 채널 액체 깜박임 카운터는 이중 표시 샘플을 동시에 측정할 수 있습니다. 양극이 단위 시간 내에 생성하는 펄스 전압 수는 반짝이는 병 안의 방사성 동위원소 수와 동위원소 쇠퇴율에 비례하여 샘플의 방사성 강도에 비례하며 액체 깜박임 측정의 정량 근거이다. 예를 들어, 액체 깜박임 카운터의 검출 효율을 알고 있는 상태에서 방사성 샘플을 측정하면 샘플의 방사성 강도가 얼마나 되는지, 아니면 베크렐이 얼마나 되는지 알 수 있습니다.
이중 표지 동위 원소 측정의 응용
액체 깜박임 카운터의 특징 중 하나는 두 개 이상의 독립적인 펄스 높이 분석기 다중 채널 장치와 펄스 덧셈 및 선형 도어 장치를 갖춘 이중 동위 원소 분석을 할 수 있다는 것입니다. 각 동위원소의 최적 계산 조건 하에서 서로 다른 에너지를 방출하는 동위원소를 구분할 수 있다. 3H 및 14C 를 포함하는 샘플이 있다고 가정해 보겠습니다. 기기의 펄스 진폭 분석기 다중 장치의 채널 1 을 3H 의 균형 점 (최적 작동 조건) 3H 및 14C 표준 샘플을 동일한 용제에 용해시켜 사용합니다. 먼저 빈 샘플을 측정한 다음 실험 샘플과 표준 샘플을 집계한다.
이중 마커 측정이 성공하려면 두 방사성 동위원소의 베타 스펙트럼이 펄스 높이 분석의 분리 요구 사항을 충족시킬 수 있을 만큼 충분히 달라야 합니다. 두 동위원소의 스펙트럼이 너무 가까울 때, 예를 들면 14C 와 35S 는 반드시 화학분리를 하고 별도로 계산해야 한다. 이중 표준 측정에서 일반적으로 사용되는 동위 원소 쌍은 3H 및 14C, 3H 및 35S, 3H 및 32P, 14C 및 32P 입니다. 간단히 말해서, 이중 동위원소 표시의 측정에서는 다음 두 가지 조건이 충족되어야 합니다. 하나는 에너지가 높은 동위원소가 에너지가 낮은 동위원소의 간섭을 받지 않고 가능한 한 많이 계산될 수 있다는 것입니다. 둘째, 이중 마커 샘플에서 저에너지 동위 원소의 에너지를 계산하기위한 최상의 조건을 선택하십시오.
액체 섬광 계수 시료의 제조
액체 깜박임 측정을 준비하는 것은 매우 중요한 작업이며, 작업의 성공 여부는 카운트 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 샘플 준비 방법 선택은 (1) 테스트할 샘플의 물리적 화학적 특성, 사용된 깜박임액의 유형, 샘플을 측정에 더 적합한 형태로 변환할 필요가 있는지 여부 등 네 가지 요소를 고려해야 합니다. (2) 샘플에 포함된 동위원소의 유형과 3H 를 함유한 샘플을 중시해야 한다. (3) 샘플의 방사능 강도가 낮을 때 예상되는 방사능 수준은 엄격한 제비 방법이 필요하다. ⑷ 준비 과정의 경제성과 편리성, 특히 샘플 수가 많은 경우. 총체적 원칙은 샘플을 준비하는 방사능이 짧은 측정 시간 내에 적절한 통계 정확도를 달성해야 한다는 것이고, 가장 중요한 것은 샘플 준비 과정에서' 급멸' 요인을 최소화해야 한다는 것이다.
(1) 균일 한 시료 준비
지용성 샘플은 톨루엔과 크실렌 체계의 반짝임액에 직접 첨가할 수 있다. 수분 함량이 3% 미만인 샘플의 경우 여전히 톨루엔과 크실렌 시스템의 깜박임액을 사용하지만 에탄올, 메탄올 또는 에틸렌 글리콜 에테르와 같은 극성용제를 첨가하여 용해를 도와야 하며, 보조용제와 톨루엔의 비율은 보통 3:7 이다. 필요한 경우, 일부 급냉 효과가 상쇄되어 계산 효율을 높인다. 수분 함량이 높을 때는 100 ml 에탄올을 사용하는 것이 좋습니다. 에틸렌 글리콜 20ml, PPO 8g, POPOP 500mg, 나프탈렌 150g, 마지막으로 이산화육환을 1l 에 추가합니다. 이 레시피는 대량의 수분을 함유하고 있어 효율이 상당히 높다. 하지만 디옥탄은 과산화물을 형성하기 쉬우므로 화학 발광을 일으킬 수 있으므로 빛을 피하거나 보존 과정에서 아연이나 기타 항산화제를 넣어 과산화물을 제거한다는 점에 유의해야 한다.
⑵ 이질적 시료의 제조
① 로션 수: Triton X- 100, 표면활성제는 널리 사용되는 유화제이다. 그 화학구조식: 친수단은 물 등 극성분자를 끌어들이고, 소수단은 톨루엔 등 비극성 분자를 끌어들인다. 로션의 물리적 성질은 수분 함량이 증가함에 따라 변한다. 톨루엔 신틸레이션 유체와 Triton X- 100 의 배합표가 2: 1 (v/v) 인 경우 15% 이하의 수분 함량을 가진 로션은 투명합니다. 수분 함량이 증가함에 따라 두 가지 다른 단계가 나타납니다. 분리된 로션은 불안정하여 측정에 사용할 수 없다. 수분이 계속 증가하면 안정된 로션이 형성되는데, 이때 액체는 투명하거나 불투명하다. 로션의 상분리는 온도와 관련이 있다. 온도가17 ℃부터 떨어지면 계산 효율이 선형적으로 약 10% 증가하여 4-0℃ 사이에서 최대치에 도달합니다. 온도가 낮아지면 카운트 효율이 더 이상 증가하지 않습니다. 보통 로션을 먼저 40 C 로 가열한 다음 진동하지 않고 4 C 에서 2 ~ 4 시간 동안 유지한다. 유기상과 수상 사이의 용질 분포는 로션 측정 수의 효율을 결정하는 관건이다. 로션 측정의 효율성은 때로 균일상 측정보다 높다. 급멸물질은 주로 수상에 남아 있어 유기상에서의 에너지 전달 과정에 영향을 주지 않기 때문이다. 균질 용액에서는 시스템의 모든 구성 요소가 서로 밀접하게 접촉하므로 급냉 효과를 나타낼 수 있습니다.
② 현탁액 측정: 톨루엔 기반 신틸레이션 용액에서 용해도가 매우 낮은 무기 염 등의 샘플의 경우 겔 기술을 사용하여 현탁액 측정액을 형성할 수 있다. 샘플은 사전 처리된 후 같은 크기의 알갱이를 만든 다음 젤을 함유한 체계에 현탁액을 만든다. 현탁액 측정의 경우 다음과 같은 요구 사항이 필요합니다. ① 고체 물질은 잘 분쇄되고, 빛 흡수를 피하기 위해 흰색 또는 무색의 균일 분말 입자가 필요합니다. (2) 샘플이 깜박임액에 용해되지 않도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 용해와 불용성 부분의 수 효율이 다르기 때문에 수가 불안정하여 결과를 반복하기 어렵습니다. 현탁액 측정의 장점은 샘플이 용제에 용해되지 않기 때문에 샘플이 가장 적게 꺼진다는 것이다. 현탁액 측정에서는 경지산 알루미늄과 피마유 유도물 (thixin) 이 젤화제로 사용된다.
그리고 실리카 입자 (Cab-o-sil). Cab-o-sil 은 3.5 ~ 4.0% Cab-o-sil 을 함유 한 현탁액의 경우 계산 효율을 높이기 위해 카운트 병 벽에 방사성 흡착도 줄일 수 있습니다. 일반적으로 샘플을 준비할 때 cab-o-sil 을 먼저 넣은 다음 방사성 샘플을 첨가하여 공중부양 입자에 방사능을 더 많이 흡착하여 계산 효율을 높일 수 있습니다. 공중부양액 측정법은 고체 무기염 측정뿐만 아니라 수용액과 조직균장뿐만 아니라 박층색 스펙트럼의 방사성 측정에도 사용할 수 있다. 사용할 때는 크로마토 그래피 물질을 분쇄하여 젤과 간단하게 혼합하면 됩니다. 분석물이 색상 스펙트럼 지지물의 윗부분에서 부분적으로 벗겨져 깜박임액에 용해될 수 있다면 이 방법을 사용할 수 없습니다.
③ 스탠드 측정: 현액 측정과 마찬가지로 깜박임액에 녹지 않는 모든 샘플을 스탠드에 올려놓은 다음 깜박임액에 담가 계산할 수 있습니다. 지지물은 종이, 여과지, 유리섬유 여과지, 아세테이트 섬유막 등 여러 가지가 있다. 병 받침대의 위치를 세는 것은 카운트에 직접적인 영향을 미친다. 보통 측정할 때 병의 바닥이 평평하고 막막막은 플래시 액면을 초과하지 않는다. 스탠드와 측정컵을 건조하게 유지하면 높은 계산 효율성과 반복성을 측정할 수 있다. 스텐트의 측정은 플루토늄 효과가 적을 뿐만 아니라 한 번에 더 많은 샘플을 측정할 수 있다는 두드러진 장점이 있다. 같은 측정병에서 겹치는 다이어프램 수가 증가함에 따라 (10 이내) 계산률이 선형적으로 증가하고 계산효율은 그대로 유지되기 때문에 저방사성 수준의 수분 샘플 측정에 적합하다. \par 이상 지지물 중 아세테이트 섬유막과 유리섬유 필터지가 일반 필터지보다 좋다. 일반 필터지는 광자 전파에 거의 불투명하기 때문에 계산 효율이 낮다.