第四节液体闪烁测量技术精选文档.ppt
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1、第四节 液体闪烁测量技术本讲稿第一页,共五十三页出气进气4 连续气流式计数器连续气流式计数器 是否可以使射线与是否可以使射线与闪烁体直接接触?闪烁体直接接触?本讲稿第二页,共五十三页一一.液液闪测量的基本原理量的基本原理PM管管溶剂分子溶剂分子放射性核素放射性核素第一闪烁剂第一闪烁剂第二闪烁剂第二闪烁剂特点:特点:1.探测软探测软射线效率高射线效率高,3H 探测效率探测效率 可达可达60%14C 探测效率探测效率 可达可达90%2.分辨时间短分辨时间短(5109S),不作死时间校正不作死时间校正 3.可进行能谱测量可进行能谱测量本讲稿第三页,共五十三页本讲稿第四页,共五十三页影响液闪测量的主要
2、影响液闪测量的主要问题是什么?问题是什么?淬灭淬灭(QuenchingQuenching)本讲稿第五页,共五十三页广义淬灭:广义淬灭:h溶剂分子溶剂分子放射性核素放射性核素第一闪烁剂第一闪烁剂第二闪烁剂第二闪烁剂1化学淬灭:(杂质淬灭、浓度淬灭、分子内淬灭)化学淬灭:(杂质淬灭、浓度淬灭、分子内淬灭)Impurity热能热能淬灭杂质:淬灭杂质:RSH,R NO2,R CO R,R CHO,R X(Cl,Br,I)CCl4 CHCl3 CH2Cl2 发生在产生光子之前发生在产生光子之前本讲稿第六页,共五十三页3 3、颜色淬灭颜色淬灭:hA A*Q(热能热能)闪烁杯壁闪烁杯壁,空气等空气等发生在产
3、生光子之后发生在产生光子之后A:闪烁液中颜色物质闪烁液中颜色物质(红和黄色红和黄色)2、自吸收:又称相淬灭、自吸收:又称相淬灭,发生在非均相测量中发生在非均相测量中.样品本身被如乳状液的微小水珠样品本身被如乳状液的微小水珠,样品所依附的支持样品所依附的支持 物物(滤纸滤纸,微孔滤膜微孔滤膜)所吸收所吸收 发生在射线把能量传递给闪烁液之前发生在射线把能量传递给闪烁液之前淬灭引起的效应淬灭引起的效应:1.计数率计数率下降下降,测量效率降低测量效率降低 2.能谱能谱左左移移本讲稿第七页,共五十三页本讲稿第八页,共五十三页3H能量能量(keV)18.6keVCpm淬灭对计数率及淬灭对计数率及 谱的影响
4、谱的影响本讲稿第九页,共五十三页Cpm156keV14C能量能量(keV)本讲稿第十页,共五十三页碱性物质碱性物质或或氧化剂氧化剂等在闪烁液内发生化学反应导致化学发光等在闪烁液内发生化学反应导致化学发光闪烁液受到光照后产生的发光现象闪烁液受到光照后产生的发光现象化学发光化学发光:磷光磷光:消除化学发光和磷光最有效的手段是采用消除化学发光和磷光最有效的手段是采用符合电路符合电路,因化学发,因化学发光,磷光是光,磷光是单光子现象单光子现象,可通过仪器的,可通过仪器的符合电路符合电路消除消除。影响液闪测量的另一因素:影响液闪测量的另一因素:化学发光和磷光化学发光和磷光减弱化学发光的方法:减弱化学发光
5、的方法:1)加入还原剂或)加入还原剂或1抗坏血抗坏血 酸酸 2)把)把pH调到调到小于或等于小于或等于7 3)加温加速化学反加温加速化学反应应 或放置或放置样样品以衰减化学品以衰减化学发发光光 4)使用能抑制化学使用能抑制化学发发光的光的闪烁闪烁液液,如如Dimulume本讲稿第十一页,共五十三页PM管管PM管管 符合电路符合电路 符合门符合门 放大器放大器定标器定标器定标器定标器定标器定标器脉冲分析器脉冲分析器脉冲分析器脉冲分析器脉冲分析器脉冲分析器本讲稿第十二页,共五十三页第二第二节 闪 烁 液液闪烁液组成:闪烁液组成:溶剂溶剂(99%)和)和闪烁剂闪烁剂(1%)部分添加剂部分添加剂一一.
6、溶剂溶剂 要求要求:把激发能传递给闪烁剂的把激发能传递给闪烁剂的能量转换效率能量转换效率要高。要高。对闪烁剂和其他成分的对闪烁剂和其他成分的溶解度溶解度要高要高 蒸气压低蒸气压低(或沸点高)(或沸点高)便宜便宜有效溶剂:有效溶剂:芳香族化合物,苯,甲苯,二甲苯等芳香族化合物,苯,甲苯,二甲苯等一般溶剂:一般溶剂:醚类化合物,二氧六环,二甲氧基乙烷等。醚类化合物,二氧六环,二甲氧基乙烷等。测量效率为有效溶剂的测量效率为有效溶剂的15 50%低效溶剂:低效溶剂:醇类醇类,酯类,酮类,酯类,酮类,本讲稿第十三页,共五十三页本讲稿第十四页,共五十三页二二.第一闪烁剂第一闪烁剂:吸收受激溶剂分子的能量致
7、激,吸收受激溶剂分子的能量致激,退激时退激时 发射光子发射光子本讲稿第十五页,共五十三页名称名称荧光峰值荧光峰值(nmnm)甲苯中最甲苯中最佳浓度佳浓度发光发光效率效率淬淬 灭灭耐受性耐受性相对价格相对价格TPTP3423425 5 g/Lg/L0.90最最 差差1PPOPPO3753753 37 71.00略优于略优于TP4PBDPBD3753758 810101.28最最 好好12b-PBDb-PBD38538512121.23略低于略低于PBD4BBOTBBOT4464467 70.71优于优于TP低于低于P第一闪烁剂要求第一闪烁剂要求:发光效率高:发光效率高 淬灭耐受性好淬灭耐受性好
8、较大的溶解度较大的溶解度 光谱匹配光谱匹配本讲稿第十六页,共五十三页三三.第二闪烁剂:第二闪烁剂:用量为第一闪烁剂的用量为第一闪烁剂的1/101/50 第二闪烁剂第二闪烁剂使用浓度使用浓度g/L平均波长平均波长nm化化 学学 结结 构构POPOPM M2 2-POPOP-POPOPbis-MSBbis-MSB-NPO-NPO 0.050.20.050.20.10.10.5 1.5415400425427第二闪烁剂的作用第二闪烁剂的作用:波长转移波长转移 抗淬灭抗淬灭 本讲稿第十七页,共五十三页二氧六环二氧六环 PPOPPO POPOPPOPOP 萘萘 含水样品含水样品 溶溶 剂剂第一闪烁剂第一
9、闪烁剂 第二闪烁剂第二闪烁剂 添加物添加物 样品类型样品类型 二氧六环二氧六环 PBDPBD POPOPPOPOP 萘萘 含水样品含水样品 对二甲苯对二甲苯 bubu-PBDPBD POPOPPOPOP 乙醇乙醇 含水样品含水样品 甲甲 苯苯 bubu-PBDPBD POPOPPOPOP 乙二醇甲醚乙二醇甲醚 萘萘 含少量水含少量水样品样品 甲甲 苯苯 TPTP POPOPPOPOP 脂溶样品脂溶样品 甲甲 苯苯 PBDPBD POPOPPOPOP 萘萘 脂溶样品脂溶样品 甲甲 苯苯 PPOPPOPOPOPPOPOP 萘萘 脂溶样品脂溶样品 本讲稿第十八页,共五十三页萘的作用:提高探测效率和抗
10、淬灭萘的作用:提高探测效率和抗淬灭 能有效地将溶剂退激出的能量传递给第一闪烁剂能有效地将溶剂退激出的能量传递给第一闪烁剂100%60%60%PPOPBDb-PBD相相对对效效率率二氧六环二氧六环+10%萘萘PPOPBDTP甲苯甲苯+10%萘萘PPOPBDTP34%10%本讲稿第十九页,共五十三页无毒闪烁液:无毒闪烁液:Triton X100作为溶剂,作为溶剂,CHCHCHCHCHCCOOOH2322333()(2(乙二醇聚氧乙烯异辛基酚醚)(乙二醇聚氧乙烯异辛基酚醚)特点:特点:1.无毒,无味,不挥发,与水混合。无毒,无味,不挥发,与水混合。2.3H测量效率为测量效率为17%,14C测量效率测
11、量效率70%本讲稿第二十页,共五十三页第三第三节 样 品品 制制 备液闪测量可分为:液闪测量可分为:均相测量均相测量和和非均相测量非均相测量一一.均相测量均相测量:即以真溶液的形式进行测量。即以真溶液的形式进行测量。1.直接溶解直接溶解2.采用増溶采用増溶(Solubilization)技术技术本讲稿第二十一页,共五十三页消化法消化法:借助酸碱试剂使难溶的生物组织或排泄物等及许多生物大分子借助酸碱试剂使难溶的生物组织或排泄物等及许多生物大分子化合物经过某些化学变化,成为溶于闪烁液的分子进行测量化合物经过某些化学变化,成为溶于闪烁液的分子进行测量 1.酸消化酸消化:HNO3,甲酸甲酸,过氯酸等。
12、过氯酸等。湿组织湿组织 80 100 mg60%HClO4 0.2ml(70 80)30 60分钟分钟30%H2O2 4.0ml本讲稿第二十二页,共五十三页2.碱消化碱消化:NaOH,KOH,海胺。海胺。1.5M 海胺海胺 2ml湿组织湿组织 450mg 60 3hr Packard公司公司:Soluene100甚至能消化指甲甚至能消化指甲,皮皮,毛发。毛发。OCHNOH322 22233CHCHCHCHCHCHCH8 17OCH+Hyamine 10:Chicago公司公司:NCS,Digestin,Backman公司的公司的BTS 450等都是季胺等都是季胺碱化合物。碱化合物。本讲稿第二十
13、三页,共五十三页1.固相法固相法:非脂溶性样品吸附在滤纸或其他固体支持物上非脂溶性样品吸附在滤纸或其他固体支持物上,干燥后浸入闪干燥后浸入闪 烁液中进行测量。烁液中进行测量。普通滤纸普通滤纸玻璃纤维滤纸玻璃纤维滤纸醋酸纤维素酯膜醋酸纤维素酯膜二二.非均相测量非均相测量:测量样品放在非均相体系,如固液或不混溶测量样品放在非均相体系,如固液或不混溶 的液液相中的任一相进行测量。的液液相中的任一相进行测量。本讲稿第二十四页,共五十三页2.乳浊液测量乳浊液测量:乳浊液是由极小的水滴或胶态分子团均匀分布在有机乳浊液是由极小的水滴或胶态分子团均匀分布在有机 溶剂中组成。放射性样品在水相,闪烁剂在有机相。溶
14、剂中组成。放射性样品在水相,闪烁剂在有机相。为了得到稳定的乳浊液,须使用大量的表面活性剂为了得到稳定的乳浊液,须使用大量的表面活性剂bPBD 8 g BBS3 160ml二甲苯二甲苯 840ml PPO 8 g TritonX100 330ml二甲苯二甲苯 670mlTritonX100m2n+12()2OHOOCH CHC HnBBS3PCS3.悬浮液测量悬浮液测量:悬浮液指样品以非常细小的颗粒悬浮在悬浮液指样品以非常细小的颗粒悬浮在 闪烁液中。闪烁液中。本讲稿第二十五页,共五十三页三三.燃烧技术燃烧技术:将样品彻底氧化。放射性核素转化成将样品彻底氧化。放射性核素转化成 14CO2,3H2O
15、,35SO2等。等。考虑因素:考虑因素:1.样品在闪烁液中难溶样品在闪烁液中难溶,即使用消化剂即使用消化剂 也不能解决也不能解决2.有严重的化学淬灭或颜色淬灭的样品有严重的化学淬灭或颜色淬灭的样品3.有严重的化学发光和磷光的样品有严重的化学发光和磷光的样品4.某些双标记样品某些双标记样品本讲稿第二十六页,共五十三页NaI(Tl)样品样品固体闪烁计数器固体闪烁计数器液体闪烁计数器液体闪烁计数器EnAAnE样样标标=本讲稿第二十七页,共五十三页四四 淬淬 灭 校校 正正 方方 法法(Quench Correction)淬灭校正的淬灭校正的目的目的:求样品的放射性活度。(即把仪器测量得到求样品的放射
16、性活度。(即把仪器测量得到的样品的脉冲计数率的样品的脉冲计数率Cpm转化成样品的放射性活度转化成样品的放射性活度Dpm 或或 Bq)什么是淬灭校正什么是淬灭校正:淬灭校正是采用适当的方法求得淬灭校正是采用适当的方法求得每一样品的测量效率,每一样品的测量效率,从而求出样品的放射性活度从而求出样品的放射性活度本讲稿第二十八页,共五十三页样品放射性活度(样品放射性活度(Bq)=样品计数率(样品计数率(Cpm)测量效率(测量效率(E)已知标准品放射性活度(已知标准品放射性活度(Bq)标准品计数率(标准品计数率(Cpm)测量效率(测量效率(E)=本讲稿第二十九页,共五十三页一一.内标准法:内标准法:(I
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