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液体闪烁计数闪烁液的相关介绍

2022.7.07

  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,它的很多,根据其荧光特性及作用,可分为两类,即第一闪烁和第二闪烁体。

  ①第一闪烁体(初级闪烁体):

  常用的第一闪烁体:

  Ⅰ对联三苯(TP):化学结构 它是最早使用的闪烁体之一。它的计数率高,价格比较便宜,但是,在低温或含水溶液介度不高。

  Ⅱ2,5-二苯恶唑(PPO):化学结构 它是目前普遍使用的闪烁体,能很好地溶介在常用的溶剂中,在含水的情况下也是如此,在甲苯中的溶介度达200克/升以上。它的化学性质稳定,价格也较便宜。但是,它的最大缺点是有明显的浓度淬灭(自身淬灭),即随着PPO在溶剂中的浓度升高,计数效率下降。

  Ⅲ2-苯基-5-(4-二苯基)-1,3,4恶唑(PBD):化学结构为 它是已知的最有效的闪烁体之一。比PPO能耐受浓度淬灭,但是,它的溶介度低,尤其是在低温和含水样品存在时,溶介度下降更快,而且用量比PPO多两倍,价格昂贵。

  Ⅳ2-(4-t-丁基苯基)-5-(4-二苯基)-1,3,4,恶二唑(丁基-PBD):化学结构为 它的溶介度比PBD高,其最大优点对化学淬灭和颜色淬灭不敏感,因此,可以获得较高的计数效率。

  ②第二闪烁体(次级闪烁体):第二闪烁体的主要功能是吸收第一闪烁体发射的光子后,再在较长的波段上重新发射出荧光来,并能增加光子的产额。在高浓度下第二闪烁体起着一部分与第一闪烁体相同的作用(即接受激发溶剂分子的的退激能量,并发出荧光),此外,它还能与淬灭因子竞争,从而减少了第一闪烁被淬灭的程度。在下列一种或一种以上的情况下,必须在闪烁液中加入第二闪烁体:

  a. 样品中含有直接淬灭第一闪烁体的化合物;

  b. 第一闪烁体浓度太高而引起强烈的自身淬灭,且发射的光谱范围与光电倍增管光阴及不匹配;

  c. 计数器的光电倍增管光阴极对于较长波长的光谱响应比较好;

  d. 测量的样品在近紫外区有明显的吸收。

  常用的第二闪烁体有:

  Ⅰ1,4,双2-(5苯基恶唑)苯(POPOP)它的溶介度小,在甲苯系统为1.2克/升,在二氧六环中为1.5克/升。溶介速度慢,通常需加热促其溶介,它是目前普遍使用的第二闪烁体。

  Ⅱ1,4双2(4-甲基-5-苯基恶唑基)-苯(DMPOPOP):它的溶介度比POPOP大,在甲苯系列内为2.3克/升,在二氧六环内是0.8克/升,溶介速度也快,但没有POPOP的计数效率高,且需要较高的使用浓度。

  Ⅲ 此外,还有对-双(0-甲基苯乙烯基)苯,(双-MSB)和2-(4'-二联苯基)-6-苯基苯并恶唑(PBBO),几种常用的初级闪烁体的荧光波长在3460-3800埃之间,而Cs-sb型光阴极的最大光谱响应波长为4000埃左右。因此,对于Cs-Sb材料的光阴极,仅用初级闪烁体不能很好地进行能量转移,计数效率很低,加入次级闪烁体后发射光谱波长增加到4180~4300埃,使其与Cs-Sb型光阴的光谱响应得到改善,能量转移较好,计数效率提高。Cs-K-Sb型是双碱型光电倍增管,它的最大光谱响应波长比Cs-Sb型短。因此,不用次级闪烁体也可以有较好的计数效率。但是,考虑到次级体和其它功用,通常在实际工作中,往往都要使用次级闪烁体。

  闪烁液中除了溶剂,闪烁体之外,有时还添加一些其它成分。为了增加闪烁液对含水样品的溶解能力,需加入助溶剂;为了改善计数效率,则加入抗淬灭剂。甲苯、二甲苯等有机溶剂极性很小,对水的溶介能力较差。当样品含水较多时,即使样品体积不大,也很难和甲苯中二甲苯互溶为透明的均相学府。有时样品的含水量虽然不大,但它的放射性水平很低,为了在较短的测量时间获得符合统计误差要求的计数往往需要增加样品的体积,这就等于增加了含水量,这样的样品也不能很好地和甲苯或二甲苯互溶,为此,要加入一定量的极性较大的有机溶剂,如甲醇,乙醇,乙二醇乙醚等,这些溶剂在非极性溶剂和水分子之间起着桥梁作用,既能和甲苯、二甲苯互溶,又能和水互溶,达到增加含水样品在闪烁液内的溶解度的目的,所以称之为助溶剂。

  助溶剂的淬灭作用较大要限制其用量,因而,可容纳的含水量也是有限的。其中乙二醇乙醚的极性大且学淬灭作用小,是常用的助溶剂。抗淬灭剂通常用在对含水量很大的样品测量或采用二氧六环作溶剂时,因为这种闪烁液淬灭作用大,为改善计数效率,加入抗淬灭剂萘是十分重要的。萘也是一种荧光物质,它可以抵消一部分淬灭作用,但是萘不能和对联三苯合用,尤其是在甲苯、二甲苯溶剂中,否则计数效率很低。液体闪烁计数器中,闪烁液的最佳体积可以在一定范围内有所变化,吸要能获得较高的计数效率,就应该采用较少的体积,尤其对于&sup3H样品来说,较小体积的闪烁液还可以减少本底计数(大约0.5cpm/ml闪烁液),减少样品的自吸收。如果当样品中含有淬灭剂成分时,增加闪烁液的体积,可以经稀释作用来减少淬灭。

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