放射性同位素學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1放射性同位素放射性同位素第一頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104 f /Hz 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 100 102 104 /m 微波紫外線紅外線可見光無(wú)線電波X射線射線第1頁(yè)/共52頁(yè)第二頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。Isotope - same number of protons as atomic number but different number of neutronsprotons666 6 6neutrons456 7 8protons + neutronsAtomic

2、 number = protons什么是同位素？什么是同位素？第2頁(yè)/共52頁(yè)第三頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 Isotopes can either be stable or unstable in nature. Imbalances between the number of protons andneutrons in the nucleus create unstable isotopes. Unstable isotopes undergo rearrangements to become stable through a process termed nuclear deca

3、y. - Nuclear decay results in the emission of kinetic energy in the form of radiation. Unstable isotopes are called radioisotopes or radionuclides.什么是放射性同位素？什么是放射性同位素？第3頁(yè)/共52頁(yè)第四頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。Alpha Particle (a)- high energy positively charged large particle (composed of two neutrons & two proto

4、ns) low penetration. monoenergic - energy range from 2000-8000 keV (2-8 MeV). Beta Particle (b)- low to medium energy positive (positron) or negative charge (beta negatron). penetrate much further than a,a, due to smaller size continuum of energy - results in an energy spectrum ranging from 0 to 200

5、0 keV. Gamma Ray (g)- high energy, electromagnetic radiation (ray, not a particle). 核衰變核衰變第4頁(yè)/共52頁(yè)第五頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。IsotopeEnergy (keV) Emission125I35 g g ( 7%), c c(113%) 57Co122 & 136 g g (86%)51Cr320 g g (10%), b b (90%)137Cs662 g g (85%), b b (15%) 58Co810 g g (100%)The higher the energy of

6、the gamma particle, the further it can penetrate the NaI crystal. Therefore, Packard offers either a 2 or 3 crystal in the single detector models.Gamma Emitters Commonly Used核衰變核衰變第5頁(yè)/共52頁(yè)第六頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。1. Heat2. Ionization3. Transfer of Energy Through Collisions with other Molecules! (i.e. cockt

7、ail)this property is used in scintillation counting to detect radionuclide decay能量吸收的三種形式能量吸收的三種形式第6頁(yè)/共52頁(yè)第七頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 放射性同位素發(fā)出的射線與物質(zhì)相互作用，會(huì)直接或間接地產(chǎn)生電離和激發(fā)等效應(yīng)，利用這些效應(yīng)，可以探測(cè)放射性的存在、放射性同位素的性質(zhì)和強(qiáng)度。 用來(lái)記錄各種射線的數(shù)目，測(cè)量射線強(qiáng)度，分析射線能量的儀器統(tǒng)稱為探測(cè)器（probe）。放射性測(cè)量放射性測(cè)量第7頁(yè)/共52頁(yè)第八頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 一般將探測(cè)器分為兩大類：一是“徑跡型”探測(cè)器，如照像乳

8、膠、云室、氣泡室、火花室、電介質(zhì)粒子探測(cè)器和光色探測(cè)器等，它們主要用于高能粒子物理研究領(lǐng)域。二是“信號(hào)型”探測(cè)器，包括電離計(jì)數(shù)器，正比計(jì)數(shù)器，蓋革計(jì)數(shù)管，閃爍計(jì)數(shù)器，半導(dǎo)體計(jì)數(shù)器和契倫科夫計(jì)數(shù)器等，這些信號(hào)型探測(cè)器在低能核物理、輻射化學(xué)、生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)以及地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域越來(lái)越得到廣泛地應(yīng)用，尤其是閃爍計(jì)數(shù)器是生物化學(xué)和分子生物學(xué)研究中的必備儀器之一。 放射性測(cè)量的儀器和方法放射性測(cè)量的儀器和方法第8頁(yè)/共52頁(yè)第九頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。一、閃爍型探測(cè)器第9頁(yè)/共52頁(yè)第十頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。閃爍型探測(cè)器由閃爍體，光電倍增管，電源和放大器分析器定標(biāo)器系統(tǒng)組成，現(xiàn)

9、代閃爍探測(cè)器往往配備有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)處理測(cè)量結(jié)果。 當(dāng)射線通過(guò)閃爍體時(shí)，閃爍體被射線電離、激發(fā)，并發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，這些光子射到光電倍增管的光陰極上發(fā)生光電效應(yīng)而釋放出電子，電子流經(jīng)電倍增管多級(jí)陰極線路逐級(jí)放大后成為電脈沖，輸入電子線路部分，而后由定標(biāo)器記錄下來(lái)。 光陰極產(chǎn)生的電子數(shù)量與照射到它上面的光子數(shù)量成正比例，即放射性同位素的量越多，在閃爍體上引起閃光次數(shù)就越多，從而儀器記錄的脈沖次數(shù)就越多。 測(cè)量的結(jié)果可用計(jì)數(shù)率，即射線每分鐘的計(jì)數(shù)次數(shù)（簡(jiǎn)寫為cpm）表示，現(xiàn)代計(jì)數(shù)裝置通?？梢酝瑫r(shí)給出衰變率，即射線每分鐘的衰變次數(shù)（簡(jiǎn)寫dpm）、計(jì)數(shù)效率（E）、測(cè)量誤差等數(shù)據(jù)。 閃爍探測(cè)器是近幾年來(lái)發(fā)

10、展較快，應(yīng)用最廣泛的核探測(cè)器，它的核心結(jié)構(gòu)之一是閃爍體。閃爍體在很大程度上決定了一臺(tái)計(jì)數(shù)器的質(zhì)量。探測(cè)原理探測(cè)原理第10頁(yè)/共52頁(yè)第十一頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。閃爍體是一類能吸收能量，并能在大約一微秒或更短的時(shí)間內(nèi)把所吸收的一部分能量以光的形式再發(fā)射出來(lái)的物質(zhì)。 閃爍體分為無(wú)機(jī)閃爍體和有機(jī)閃爍體兩大類，閃爍體必需具備的性能是：對(duì)自身發(fā)射的光子應(yīng)是高度透明的。閃爍體吸收它自己發(fā)射的一部分光子所占的比例隨閃爍材料而變化。無(wú)機(jī)閃爍體如Nal（Tl）,ZnS（Ag）幾乎是100透明的，有機(jī)閃爍體（如蒽，塑料閃爍體，液體閃爍體）一般來(lái)說(shuō)透明性較差。 現(xiàn)在常使用的幾種閃爍體是：無(wú)機(jī)晶體，主要是含

11、雜質(zhì)或不含雜質(zhì)的堿金屬碘化物；有機(jī)晶體，都是未取代的或取代的芳香碳?xì)浠衔?；液態(tài)的有機(jī)溶液，即液體閃爍體；塑料溶液中的有機(jī)溶液，即固溶閃爍體。閃爍體閃爍體第11頁(yè)/共52頁(yè)第十二頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 它是閃爍探測(cè)器的最重要部件之一。其組成成份是光陰極和倍增電極，光陰極的作用是將閃爍體的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，倍增電極則充當(dāng)一個(gè)放大倍數(shù)大于106的放大器，光陰極上產(chǎn)生的電子經(jīng)加速作用飛到倍增電極上，每個(gè)倍增電極上均發(fā)生電子的倍增現(xiàn)象，倍增極的培增系數(shù)與所加電壓成正比例，所以光電倍增管的供電電源必須非常穩(wěn)定，保證倍增系數(shù)的變化最小，在沒有入射的射線時(shí)，光電倍增管自身由于熱發(fā)射而產(chǎn)生的電子倍

12、增稱為暗電流。用光電倍增管探測(cè)低能核輻射時(shí)，必須減小暗電流。保持測(cè)量空間環(huán)境內(nèi)較低的室溫，是減小光電倍增管暗電流的有效方法。光電倍增管光電倍增管第12頁(yè)/共52頁(yè)第十三頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。PhotonsPhoto-CathodeDiodesPhoto-ElectronsSecondaryElectronsA PMT is a linear device,therefore the output is directly proportional to thenumber of photons striking the photo-cathode.A PMT amplifies lig

13、ht flashes over 10,000,000 times!光電倍增管光電倍增管Photomultiplier Tube (PMT)第13頁(yè)/共52頁(yè)第十四頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。二、晶體閃爍計(jì)數(shù)（crystal scintillation counting）第14頁(yè)/共52頁(yè)第十五頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。射線不同于和粒子，它類似于光和其它電磁輻射，在與物質(zhì)作用時(shí)不直接產(chǎn)生電離，而是按下述三種機(jī)制之一被吸收：光電效應(yīng)，康譜頓效應(yīng)和生成電子對(duì)。探測(cè)原理探測(cè)原理第15頁(yè)/共52頁(yè)第十六頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 在光電效應(yīng)中，每個(gè)光子將保持它的全部能量直到與吸收物質(zhì)內(nèi)原

14、子的一個(gè)軌道電子相互作用為止。在此過(guò)程中，光子把全部能量給予電子，電子以高速度射出，光子就不再存在，發(fā)射出的電子稱為光電子，光電子按粒子同樣的方式，將其能量電離，其它原子則消耗掉。 探測(cè)原理探測(cè)原理第16頁(yè)/共52頁(yè)第十七頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 在康普頓效應(yīng)中，能量為hv的入射光子，與吸收物質(zhì)內(nèi)原子的一個(gè)軌道電子相互作用。在該過(guò)程中，光子把它的能量給予軌道電子，使電子射出，隨后帶有較小能量hv的光子按能量和動(dòng)量?jī)烧叨际睾愕男问奖弧吧⑸洹?。射出的電子稱為反沖電子，又叫康普頓電子。康普頓電子象光電效應(yīng)中的情況一樣，按與粒子相同的方式消散它的能量，散射光子進(jìn)一步通過(guò)光電或康普頓過(guò)程被吸收。

15、 探測(cè)原理探測(cè)原理第17頁(yè)/共52頁(yè)第十八頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 電子對(duì)生成時(shí)，某些入射光子能量按照愛因斯坦方程轉(zhuǎn)化為質(zhì)量：Emc2 ，式中E為er（樂格）表示的能量，m為以g表示的質(zhì)量，c為光速，以cms為單位，入射的光子在吸收物質(zhì)的一個(gè)原子的核場(chǎng)中以一種未知的方式湮滅，隨后產(chǎn)生兩個(gè)粒子，一個(gè)負(fù)電子和一個(gè)正電子，正電子只存在一個(gè)很短的時(shí)間，一旦它減慢，它就被吸收物質(zhì)中的一個(gè)電子所中和，這一湮滅過(guò)程導(dǎo)致一對(duì)光子的產(chǎn)生，其每一個(gè)光子能量為0.51MeV,最終通過(guò)光電效應(yīng)/康普頓效應(yīng)吸收。 探測(cè)原理探測(cè)原理第18頁(yè)/共52頁(yè)第十九頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 射線由于沒有質(zhì)量，具有很

16、強(qiáng)的穿透性，而且最易被高電子密度的物質(zhì)所吸收，如鉛。具有高原子序數(shù)Z的原子直接與高電子密度有關(guān)。就探測(cè)器而言，某些無(wú)機(jī)鹽能有效地吸收光子，發(fā)射出強(qiáng)度正比于所吸收射線能量的光子。例如，鉈激活的碘化鈉，由于碘原子的原子序數(shù)Z高，并且有較高的密度（比重），而且每吸收單位能量的光子產(chǎn)額高，晶體的光透性也好，用來(lái)探測(cè)射線，效率較高。 探測(cè)原理探測(cè)原理第19頁(yè)/共52頁(yè)第二十頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。一個(gè)供探測(cè)光子用的固體晶體裝置包括一個(gè)“密閉的”鉈激活碘化鈉晶體，安放在光電倍增管的表面上?！懊荛]的”晶體上是一塊固態(tài)圓筒狀的鉈激活碘化鈉，其頂部和四周都是用鋁層包裹以避免光和濕氣，因?yàn)榈饣c晶體易吸潮

17、，為改善反射性，碘化鈉晶體用一玻璃片密封，并同光電倍增管的表面直接接觸，其間加些硅油以達(dá)到光學(xué)匹配，整個(gè)裝置是不透光的。射線易于穿透晶體外表的鋁層，然后被高效的晶體所吸收，晶體發(fā)射出其能量與入射射能量成比例的可見光。接著，光電倍增管將可見光能量轉(zhuǎn)換為電脈沖，各種能量轉(zhuǎn)換過(guò)程（即從光子發(fā)射直到產(chǎn)生一個(gè)電脈沖）成比例的性質(zhì)，以及光子的吸收性質(zhì)，保證放射性同位素可通過(guò)晶體閃爍得以計(jì)數(shù)，并定量。 晶體計(jì)數(shù)器通常設(shè)計(jì)成既能有效地探測(cè)光電效應(yīng)，又能有效地探測(cè)康普頓效應(yīng)。探測(cè)原理探測(cè)原理第20頁(yè)/共52頁(yè)第二十一頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。* Gamma CounterLIGHTBismuth germ

18、anate-BGOYttrium silicateNuclear decay Solid Scintillant(beta, gamma) Sodium Iodide* -NaI固體閃爍計(jì)數(shù)固體閃爍計(jì)數(shù)第21頁(yè)/共52頁(yè)第二十二頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。NaICrystalg gI-125PMTlightMCAPMT = Photomultiplier tube detects and amplifies, finally converting light into an analog signalADC = Analog to digital converter changes sig

19、nal to a numberMCA = Multichannel analyzer categorizes pulses based on intensityNaI crystal = Sodium iodide crystal converts nuclear decay energy into lightADCg g計(jì)數(shù)原理計(jì)數(shù)原理第22頁(yè)/共52頁(yè)第二十三頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。Are there reasons to choose one detector type over another?Through-holeWell-typePMTPMTNaIPMTPMT NaI探測(cè)

20、技術(shù)探測(cè)技術(shù)第23頁(yè)/共52頁(yè)第二十四頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 但探測(cè)效應(yīng)隨著光子能量的增大而減小，對(duì)于大多數(shù)市售計(jì)數(shù)器所用碘化鈉晶體的尺寸來(lái)說(shuō)，光電效應(yīng)在低光子能量，例如在低于400keV時(shí)占主要地位，而在1MeV附近即以康普頓效應(yīng)為主。在這兩種能量之間，兩種效應(yīng)幾乎以相等的頻率發(fā)生，由于所用的晶體尺寸較小，難以探測(cè)到電子對(duì)的生成。 另外，在塑料溶劑（如聚乙烯甲苯）中加入閃爍體（如POPOP或TP），做成片狀，可用來(lái)探測(cè)能量較高的射線，如32P放出的的高能量射線。最早使用的硫化鋅晶體較薄，內(nèi)含微量的銀作為激活劑，可用來(lái)探測(cè)射線。 探測(cè)技術(shù)探測(cè)技術(shù)第24頁(yè)/共52頁(yè)第二十五頁(yè)，編輯于星

21、期二：五點(diǎn) 十一分。 各種射線放射性同位素都有其特征的光電峰，利用特征光電峰，可對(duì)各種射線放射性同位素進(jìn)行定性和鑒別。對(duì)各種樣品的射線計(jì)數(shù)測(cè)量是將測(cè)得的計(jì)數(shù)率與總放射性強(qiáng)度或標(biāo)準(zhǔn)源的計(jì)數(shù)率進(jìn)行比較，可以算出樣品放射性占總放射性或標(biāo)準(zhǔn)源的百分比，從而獲得樣品放射性強(qiáng)度。探測(cè)技術(shù)探測(cè)技術(shù)第25頁(yè)/共52頁(yè)第二十六頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 晶體閃爍計(jì)數(shù)器現(xiàn)在基本都做成井型或圓柱型，用碘化鈉（鉈）作為閃爍體，探測(cè)射線，所以又把探測(cè)射線的晶體閃爍計(jì)數(shù)器稱為 計(jì)數(shù)器（counter）。 探測(cè)技術(shù)探測(cè)技術(shù)第26頁(yè)/共52頁(yè)第二十七頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 液體閃爍計(jì)數(shù)所用的閃爍體是液態(tài)，即將

22、閃爍體溶解在適當(dāng)?shù)娜芤褐校渲瞥蔀殚W爍液，并將待測(cè)放射性物質(zhì)放在閃爍液中進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)用液體閃爍計(jì)數(shù)可達(dá)到4立體角的優(yōu)越幾何測(cè)量條件，而且源的自吸收也可以忽略，對(duì)于能量低、射程短、易被空氣和其它物質(zhì)吸收的射線和低能射線（如3H和14C），有較高的探測(cè)效率，液體閃爍計(jì)數(shù)器是射線和低能射線的首選測(cè)量?jī)x器。液體閃爍計(jì)數(shù)（液體閃爍計(jì)數(shù)（Liquifd scintillation counting）第27頁(yè)/共52頁(yè)第二十八頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 閃爍液產(chǎn)生光子的過(guò)程是，從放射源發(fā)出的射線能量，首先被溶劑分子吸收，使溶劑分子激發(fā)。這種激發(fā)能量在溶劑內(nèi)傳播時(shí)，即傳遞給閃爍體（溶質(zhì)），引起閃爍體分子

23、的激發(fā)，當(dāng)閃爍體分子回到基態(tài)時(shí)就發(fā)射出光子，該光子透過(guò)透明的閃爍液及樣品的瓶壁，被光電倍增管的光陰極接收，繼而產(chǎn)生光電子并通過(guò)光電倍增管的倍增管的倍增極放大，然后被陽(yáng)極接收形成電脈沖，完成了放射能光能電能的轉(zhuǎn)換。探測(cè)機(jī)理探測(cè)機(jī)理第28頁(yè)/共52頁(yè)第二十九頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。Scintillation Cocktail is required for detection 3Ss = Solvent, Organic Scintillator, and Surfactantsolvent organic scintillatorNuclear decay(alpha, beta, ga

24、mma) LIGHT 液體閃爍計(jì)數(shù)液體閃爍計(jì)數(shù)第29頁(yè)/共52頁(yè)第三十頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。液體閃爍計(jì)數(shù)系統(tǒng)作用的閃爍溶液，是指閃爍瓶中除放射性被測(cè)樣品之外的其它組分，主要是有機(jī)溶劑和溶質(zhì)（閃爍體），有時(shí)為了樣品的制備或提高計(jì)數(shù)效率的需要，還加入其它添加劑。 閃爍液閃爍液第30頁(yè)/共52頁(yè)第三十一頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 一般認(rèn)為，烷基苯是最好的溶劑，如甲苯，二甲苯。此外，苯甲醚也是比較好的溶劑。另外，對(duì)于含水量較多的樣品，采用1，4二氧六環(huán)作為溶劑，因?yàn)樵撚袡C(jī)化合物的極性較大，既能很好地溶解閃爍體又可溶解含水量較多的樣品，能改善計(jì)數(shù)效率，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，冰點(diǎn)高，久放后產(chǎn)生淬

25、滅作用很強(qiáng)的過(guò)氧化物，必須經(jīng)純化才能使用，并應(yīng)加入 的二乙基二硫代氨基甲酸鈉或丁基氫氧基甲苯（BHT），以抑制純化的二氧六環(huán)變質(zhì)。溶劑在閃爍溶液中約占99，因此，它的純度對(duì)閃爍液的品質(zhì)是很大的影響因素。溶劑中不發(fā)光的雜質(zhì)、氧和水的含量多少，都關(guān)系到淬滅程度。原則上講，溶劑應(yīng)具有閃爍純，即不含或很少含有影響閃爍計(jì)數(shù)的淬滅成分。實(shí)際證明，“分析純”試劑可以不經(jīng)純化而直接使用。溶劑溶劑第31頁(yè)/共52頁(yè)第三十二頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 在液體閃爍計(jì)數(shù)系統(tǒng)中，閃爍體又稱熒光體，是閃爍液的溶質(zhì)，種類很多，根據(jù)其熒光特性及作用，可分為兩類，即第一閃爍體和第二閃爍體。閃爍體閃爍體第32頁(yè)/共52頁(yè)第

26、三十三頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。第一閃爍體：（初級(jí)閃爍體）： 常用的第一閃爍體：對(duì)聯(lián)三苯（TP），它是最早使用的閃爍體之一。它的計(jì)數(shù)率高，價(jià)格比較便宜，但是，在低溫或含水溶液中的溶解度不高。 2,5-二苯惡唑（PPO）：它是目前普遍使用的閃爍體，能很好地溶解在常用的溶劑中，在含水的情況下也是如此，在甲苯中的溶解度達(dá)200克升以上。它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，價(jià)格也較便宜。但是，它的最大缺點(diǎn)是有明顯的濃度淬滅（自身淬滅），即隨著PPO在溶劑中的濃度升高，計(jì)數(shù)效率下降。 2-苯基-5-（4-二苯基）-1,3,4惡唑（PBD）： 它是已知的最有效的閃爍體之一。比PPO能耐受濃度淬滅，但是，它的溶解度低，

27、尤其是在低溫和含水樣品存在時(shí)，溶解度下降更快，而且用量比PPO多兩倍，價(jià)格昂貴。 2-（4-t-丁基苯基）-5-（4-二苯基）-1,3,4,惡二唑（丁基-PBD）：它的溶解度比PBD高，其最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)化學(xué)淬滅和顏色淬滅不敏感，因此，可以獲得較高的計(jì)數(shù)效率。 閃爍體閃爍體第33頁(yè)/共52頁(yè)第三十四頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。第二閃爍體（次級(jí)閃爍體）：第二閃爍體的主要功能是吸收第一閃爍體發(fā)射的光子后，再在較長(zhǎng)的波段上重新發(fā)射出熒光來(lái)，并能增加光子的產(chǎn)額。在高濃度下第二閃爍體起著一部分與第一閃爍體相同的作用（即接受激發(fā)溶劑分子的退激能量，并發(fā)出熒光），此外，它還能與淬滅因子競(jìng)爭(zhēng)，從而減少了第一閃

28、爍體被淬滅的程度。在下列一種或一種以上的情況下，必須在閃爍液中加入第二閃爍體：a. 樣品中含有直接淬滅第一閃爍體的化合物；b. 第一閃爍體濃度太高而引起強(qiáng)烈的自身淬滅，且發(fā)射的光譜范圍與光電倍增管光陰極不匹配；c. 計(jì)數(shù)器的光電倍增管光陰極對(duì)于較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光譜響應(yīng)比較好；d. 測(cè)量的樣品在近紫外區(qū)有明顯的吸收。 閃爍體閃爍體第34頁(yè)/共52頁(yè)第三十五頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。常用的第二閃爍體 1,4,雙2（5苯基惡唑）苯（POPOP）：它的溶解度小，在甲苯系統(tǒng)為克升，在二氧六環(huán)中為克升。溶解速度慢，通常需加熱促其溶解，它是目前普遍使用的第二閃爍體。 1,4雙2（4-甲基-5-苯基惡唑基）-

29、苯（DMPOPOP）：它的溶解度比POPOP大，在甲苯系列內(nèi)為克升，在二氧六環(huán)內(nèi)是克升，溶解速度也快，但沒有POPOP的計(jì)數(shù)效率高，且需要較高的使用濃度。 對(duì)-雙（0-甲基苯乙稀基）苯雙-MSB） 2-（4-二聯(lián)苯基）-6-苯基苯并惡唑（PBBO） 閃爍體閃爍體第35頁(yè)/共52頁(yè)第三十六頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 幾種常用的初級(jí)閃爍體的熒光波長(zhǎng)在34603800埃之間，而Cs-sb型光陰極的最大光譜響應(yīng)波長(zhǎng)為4000埃左右。因此，對(duì)于Cs-Sb材料的光陰極，僅用初級(jí)閃爍體不能很好地進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移，計(jì)數(shù)效率很低，加入次級(jí)閃爍體后發(fā)射光譜波長(zhǎng)增加到41804300埃，使其與Cs-Sb型光陰極的

30、光譜響應(yīng)得到改善，能量轉(zhuǎn)移較好，計(jì)數(shù)效率提高。 Cs-K-Sb型是雙堿型光電倍增管，它的最大光譜響應(yīng)波長(zhǎng)比Cs-Sb型短。因此，不用次級(jí)閃爍體也可以有較好的計(jì)數(shù)效率。但是，考慮到次級(jí)體和其它功用，通常在實(shí)際工作中，往往都要使用次級(jí)閃爍體。 閃爍液中除了溶劑，閃爍體之外，有時(shí)還添加一些其它成分。為了增加閃爍液對(duì)含水樣品的溶解能力，需加入助溶劑（甲醇，乙醇，乙二醇乙醚）；為了改善計(jì)數(shù)效率，則加入抗淬滅劑（萘）。 閃爍體閃爍體第36頁(yè)/共52頁(yè)第三十七頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 在液體閃爍計(jì)數(shù)中引用非常靈敏的光電倍增管，對(duì)于探測(cè)穿透力低的射線和低能量的射線（如3H，14C等）是極為重要的。使用

31、一個(gè)光電倍增管的單光電倍增管液體閃爍計(jì)數(shù)器，由于倍增管的熱噪聲及樣品受光照射后發(fā)出的磷光，會(huì)有較高的本底計(jì)數(shù)，探測(cè)效率也較低。使用兩個(gè)性能指標(biāo)大致相同的光電倍增管，并和符合電路相連接，做成雙管符合型液體閃爍計(jì)數(shù)器，符合電路只能通過(guò)由兩只倍增管同時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)，因而只有當(dāng)兩只光電倍增管在符合電路分辯時(shí)間內(nèi)同時(shí)觀察到的信號(hào)才被記錄下來(lái)，而由熱噪聲或磷光產(chǎn)生的隨機(jī)脈沖則被扣除掉，有效地降低儀器本底，提高了探測(cè)效率，系統(tǒng)探測(cè)效率可在50以上。探測(cè)裝置探測(cè)裝置第37頁(yè)/共52頁(yè)第三十八頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 在液體閃爍計(jì)數(shù)系統(tǒng)中，光電倍增管陽(yáng)極形成脈沖電壓的大小，與陽(yáng)極一次收集的電子數(shù)成線性關(guān)系

32、。在光電倍增管放大倍數(shù)不變的情況下（取決于高壓的穩(wěn)定性），光陰極產(chǎn)生的光電子越多，最后到達(dá)陽(yáng)極的電子數(shù)也越多，而光電子數(shù)取決于光子數(shù)。在正常情況下，閃爍劑分子釋放的光子數(shù)與放射性同位素衰變時(shí)產(chǎn)生的射線能量成正比關(guān)系。由于放射能在傳遞和能量轉(zhuǎn)換途中，或多或少地要發(fā)生能量消耗，因此，放射能和發(fā)射的光子數(shù)之間近似地成線性關(guān)系。這說(shuō)明液體閃爍計(jì)能夠作能譜研究，以分析不同能量的放射性同位素，達(dá)到定性目的。例如，3H、14C雙標(biāo)記樣品，可通過(guò)雙道液體閃爍計(jì)數(shù)器同時(shí)測(cè)定。 陽(yáng)極在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生脈沖電壓的數(shù)量，與閃爍瓶?jī)?nèi)放射性同位素的多少以及同位素衰變率成線性關(guān)系，與樣品內(nèi)的放射性強(qiáng)度成正比，這是液體閃爍測(cè)量

33、的定量基礎(chǔ)。例如，在知道液體閃爍計(jì)數(shù)器探測(cè)效率的前提下，通過(guò)對(duì)某種放射性樣品進(jìn)行測(cè)定，可以求得該樣品中的放射性強(qiáng)度為多少微居里或多少貝柯勒爾。 光電倍增管光電倍增管第38頁(yè)/共52頁(yè)第三十九頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 液體閃爍計(jì)數(shù)器特點(diǎn)之一是能作雙同位素分析，配備兩個(gè)或三個(gè)以上獨(dú)立的脈沖高度分析器的多道裝置，并具有脈沖相加和線性門裝置，在每種同位素的最佳計(jì)數(shù)條件下同時(shí)測(cè)量它們，就能區(qū)分發(fā)射不同能量的同位素，假定有一個(gè)含有3H和14C的樣品，我們將儀器中脈沖高度分析器多道裝置中的道1調(diào)3H的平衡點(diǎn)（最佳工作條件），道2調(diào)在14c的平衡點(diǎn)。3和14標(biāo)準(zhǔn)樣品溶解的在同樣的溶劑中，并采用與實(shí)驗(yàn)樣

34、品相同的閃爍體，首先測(cè)量空白樣品，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行計(jì)數(shù) 。為了使雙標(biāo)記測(cè)量獲得成功，兩種放射性同位素的譜必須要有足夠的差異來(lái)滿足脈沖高度分析所要求的分離。在兩種同位素能譜過(guò)于接近的情況下，例如14和35，必須首先對(duì)它們進(jìn)行同位素的化學(xué)分離，然后再分別計(jì)數(shù)。在雙標(biāo)記測(cè)量中，較常用的成對(duì)同位素有3H和14C、3H和35S、3H和32P及14C和32P等。 總之，在雙同位素標(biāo)記的測(cè)量中，要滿足下述兩個(gè)條件：第一，較高能量的同位素盡量能夠在不受較低能量同位素干擾的條件下進(jìn)行計(jì)數(shù)；第二，選擇一個(gè)最佳條件，以對(duì)雙標(biāo)記樣品中較低能量的同位素能進(jìn)行計(jì)數(shù)。雙標(biāo)記同位素測(cè)量的應(yīng)用雙標(biāo)記同位素測(cè)量的應(yīng)用

35、第39頁(yè)/共52頁(yè)第四十頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 流體閃爍測(cè)量的樣品制備是很重要的操作，操作的成功與否。直接影響到計(jì)數(shù)效率。樣品制備方法的選擇要考慮以下四個(gè)因素：所測(cè)樣品的物理和化學(xué)特性，決定所用閃爍液類型和決定是否需要將樣品轉(zhuǎn)化為更適于測(cè)量的形式；樣品所含的同位素的種類，對(duì)于含3H的樣品要更加注意；預(yù)計(jì)的放射性水平，在樣品的放射性強(qiáng)度低時(shí)，要求的制備方法比較嚴(yán)格；制備過(guò)程的經(jīng)濟(jì)和方便，尤其在樣品數(shù)量多的更為重要。其一般原則是必須使所制備的樣品的放射性，能在一個(gè)短的測(cè)量時(shí)間達(dá)到適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)學(xué)準(zhǔn)度，最關(guān)鍵的是要求樣品制備過(guò)程中，盡可能地減少“淬滅”因素。液體閃爍計(jì)數(shù)樣品的制備液體閃爍計(jì)數(shù)樣

36、品的制備第40頁(yè)/共52頁(yè)第四十一頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。均相樣品的制備非均相樣品的制備乳狀液計(jì)數(shù)懸浮液測(cè)量 支持物測(cè)量 液體閃爍計(jì)數(shù)樣品的制備液體閃爍計(jì)數(shù)樣品的制備第41頁(yè)/共52頁(yè)第四十二頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。 放射能量在測(cè)量瓶?jī)?nèi)的傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程越順利，測(cè)量效率越高。但事實(shí)上，影響能量傳遞過(guò)程順序進(jìn)行的因素很多，它的每一環(huán)節(jié)存在著對(duì)能量的爭(zhēng)奪過(guò)程，使得放射能減少，甚至發(fā)生能量傳遞的中斷，導(dǎo)致測(cè)量效率下降，這種現(xiàn)象稱為液體閃爍計(jì)數(shù)的淬滅。造成淬滅的因素很多，按淬滅性質(zhì)歸納起來(lái)，有下列三種類型。化學(xué)淬滅 顏色淬滅光子淬滅（局部淬滅）液體閃爍計(jì)數(shù)中的淬滅作用液體閃爍計(jì)數(shù)中的淬滅

37、作用第42頁(yè)/共52頁(yè)第四十三頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。Packard Gamma Counters Models第43頁(yè)/共52頁(yè)第四十四頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。Cobras自動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)系統(tǒng)第44頁(yè)/共52頁(yè)第四十五頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。RiaStar 手動(dòng)系統(tǒng)手動(dòng)系統(tǒng)第45頁(yè)/共52頁(yè)第四十六頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。Wizard全自動(dòng)或者手動(dòng)全自動(dòng)或者手動(dòng)第46頁(yè)/共52頁(yè)第四十七頁(yè)，編輯于星期二：五點(diǎn) 十一分。FeatureDetector typeSample transportDetector diameterDisplaySamples / cassetteBasic auto QC/IPA# of detectorsEnergy rangeShielding betweendetectorsEfficiency (137Cs)Cobra 5002Cobra 5005/10 Wizard 1470Through-holeThrough-holeWell-type2”x 2”1