1. 儀器原理簡(jiǎn)介
液體閃爍計(jì)數(shù)器主要測(cè)定發(fā)生β核衰變的放射性核素,尤其對(duì)低能β更為有效。其基本原理是依據(jù)射線與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生熒光效應(yīng)。首先是閃爍溶劑分子吸收射線能量成為激發(fā)態(tài),再回到基態(tài)時(shí)將能量傳遞給閃爍體分子,閃爍體分子由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí),發(fā)出熒光光子。熒光光子被光電倍增管(PM)接收轉(zhuǎn)換為光電子,再經(jīng)倍增,在PM陽(yáng)極上收集到好多光電子,以脈沖信號(hào)形式輸送出去。將信號(hào)符合、放大、分析、顯示,表示出樣品液中放射性強(qiáng)弱與大小。
2. 主要功能
液體閃爍計(jì)數(shù)器雖以測(cè)定低能β放射性核素為主,但近幾年來(lái),隨著核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,還開(kāi)發(fā)出許多其它領(lǐng)域的測(cè)試功能。該儀器一次可測(cè)300個(gè)樣,自動(dòng)換樣、顯示、打印,有三個(gè)計(jì)數(shù)道,對(duì)3H計(jì)數(shù)效率大于60%,14C計(jì)數(shù)效率大于95%。
2.1 常用放射性核素測(cè)定
液閃計(jì)數(shù)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動(dòng)植物、微生物和非生物樣品測(cè)定。
2.2 H number法猝滅校正
在測(cè)定樣品放射性的同時(shí),測(cè)出H#數(shù)值,可以直觀的判斷出該樣品的猝滅程度。
2.3 兩相檢測(cè)
用于檢測(cè)含水放射性樣品與閃爍液的分相問(wèn)題,以避免由此而引起的計(jì)數(shù)效率下降。
2.4 自動(dòng)猝滅補(bǔ)償(AQC)
通過(guò)最佳的窗口等條件設(shè)置,以期使猝滅樣品達(dá)到較高的計(jì)數(shù)效率。
2.5 隨機(jī)符合監(jiān)測(cè)(RCM)
可用于監(jiān)測(cè)制樣過(guò)程中化學(xué)發(fā)光引起的單光子事件的假計(jì)數(shù),可以從測(cè)定結(jié)果中扣除。
2.6 能譜尋找與分析
此功能對(duì)未知核素的β能譜定位與分布做出可靠準(zhǔn)確的測(cè)量,為道寬設(shè)置提供依據(jù)。
2.7 單光子監(jiān)測(cè)(SPM)
可用于生物發(fā)光與生物中單光子事件的測(cè)定。
2.8 半衰期校正
對(duì)于短半衰期核素可校正出放射性強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系。給出現(xiàn)存放射性強(qiáng)度的量。
2.9 雙標(biāo)與三標(biāo)記測(cè)定
通過(guò)設(shè)置不同道寬等條件,測(cè)定同一個(gè)樣品中的雙標(biāo)記或三標(biāo)記放射性,區(qū)分出各個(gè)標(biāo)記的放射性強(qiáng)度。
3. 應(yīng)用
液體閃爍計(jì)數(shù)器主要用于探測(cè)一些低能β核素示蹤原子的放射性樣品,目前已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古與地質(zhì)構(gòu)造等領(lǐng)域科研工作中的核素示蹤與核輻射測(cè)量。主要包括以下幾個(gè)方面:
3.1 細(xì)胞與分子生物學(xué)
主要利用3H、14C、32P等放射性核素進(jìn)行體內(nèi)或體外標(biāo)記,研究細(xì)胞生物體內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的合成與降解代謝及其轉(zhuǎn)化途徑。尤其在核酸分子標(biāo)記及分子雜交、探針制備等方面應(yīng)用更為廣泛。
3.2 生物醫(yī)學(xué)
利用放射免疫分析技術(shù)測(cè)定動(dòng)物或人體內(nèi)激素等微量活性物質(zhì),研究動(dòng)物和人體體內(nèi)內(nèi)分泌和其它生理代謝行為。
3.3 動(dòng)植物營(yíng)養(yǎng)
通過(guò)對(duì)大量或微量元素標(biāo)記測(cè)定,研究動(dòng)物、植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素、礦質(zhì)元素的吸收利用率、生理代謝及其缺素癥,為研究防治對(duì)策提供依據(jù)。
3.4 環(huán)境科學(xué)
利用標(biāo)記示蹤原子,研究有毒有害物質(zhì)在環(huán)境體系的行為、去向和污染程度,包括用于重金屬和農(nóng)藥等污染研究,以及在環(huán)境中水體、大氣、土壤、居室內(nèi)放射性天然背景值的監(jiān)測(cè)。
3.5 生物體中發(fā)光測(cè)定
利用單光子監(jiān)測(cè)了測(cè)定生物體內(nèi)發(fā)光與單光子事件和環(huán)境變化關(guān)系的研究。
4.液閃計(jì)數(shù)器基本工作過(guò)程
4.1樣品在閃爍液中引起閃爍,把核輻射能轉(zhuǎn)換成光子;
4.2探測(cè)光子的光電倍增管和前置放大器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并初步放大;
4.3對(duì)電信號(hào)進(jìn)行甄別、再放大、分析、記錄。
5.液閃計(jì)數(shù)器基本組成
主要由光電倍增管、收光系統(tǒng)、放大器、脈沖幅度分析器、樣品系統(tǒng)組成。
光電倍增管——線性放大的,脈沖幅度將直接正比于光陰極檢測(cè)到的光子數(shù),故可實(shí)現(xiàn)正比計(jì)數(shù)。
光收集系統(tǒng)——包括樣品瓶及樣品室,其設(shè)計(jì)原則是兩光電倍增管相互之間觀察到的面積最小,以減少串光,減少光子傳輸過(guò)程中損失,達(dá)到既提高探測(cè)效率又減少本底的效果。
脈沖幅度分析器——是一種電子學(xué)的檢測(cè)器,由閥值不同的兩個(gè)幅度甄別器組成,幅度脈沖只有在兩者之間方予通過(guò),此范圍之外的所有脈沖都將被甄別掉。幅度范圍相當(dāng)于電子學(xué)的“窗”,其寬度由兩個(gè)閥值所決定,且可以通過(guò)調(diào)節(jié)上甄 別和下甄別的閥值來(lái)調(diào)節(jié)。
樣品系統(tǒng)——樣品瓶(分析物和閃爍液)、樣品架等。
6.個(gè)基本概念
探測(cè)效率E——儀器探測(cè)到的計(jì)數(shù)率(CPM)與樣品的放射性衰變率(DPM)之比。E=CPM/DPM×100%
本底B——本底計(jì)數(shù)是放射性測(cè)量系統(tǒng)中除卻被測(cè)樣品中核素引起的計(jì)數(shù)以外的一切計(jì)數(shù)。在3H的能量范圍(0~18.6kev)內(nèi)本底約為20cpm;在14C的能量范圍(0~156kev)內(nèi)本底約為30cpm。
測(cè)量道寬——對(duì)常用核素之單標(biāo)記測(cè)量,液閃譜儀已選定合理的測(cè)量道寬,儀器已預(yù)置3H、125I、14C、35S、32P等。
化學(xué)發(fā)光——由樣品成分之間的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的單光子發(fā)射。
光致發(fā)光——閃爍液或樣品瓶經(jīng)紫外光激活的結(jié)果。