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概述液体闪烁计数中的淬灭作用

2022.7.07

  放射能量在测量瓶内的传递和转换过程越顺利,测量效率越高。但事实上,影响能量传递过程顺序进行的因素很多,它的每一环节都存在着对能量的争夺过程,使得放射能减少,甚至发生能量传递的中断,导致测量效率下降,这种现象称为液体闪烁计数的淬灭。造成淬灭的因素很多,按淬灭性质归纳起来,有下列三种类型。

  ⑴化学淬灭

  化学淬灭的产生,是由于被放射能激发的少量溶剂分子在分子运动中,与非激发的杂质、溶剂、溶质分子碰撞而将激发能发热能形式消耗。化学淬灭的严重程度取决于淬灭物质的化学结构和浓度。化学淬灭与淬灭物浓度的关系是淬灭物质的浓度越大,淬灭作用越严重。例如,氧和水都是强淬灭剂,在常温压下,闪烁液都能溶介空气中的氧,当氧的溶解量达到2/10&sup3mol时,淬灭作用比无氧情况下大20%,而且闪烁液中的含水量(来自含水样品和溶剂中的少量水分以及其它的添加剂)在可能的条件下,应越少越好,闪烁液不能放在冰箱中。

  ⑵颜色淬灭

  由于颜色对光量子的吸收作用,使得带颜色的闪烁液削弱了光子的亮度,也缩短了光量子的自由程,导致到达光阴极的光子数减少,造成计数效率下降。不同的颜色,淬灭作用程度不同,闪烁液荧光波长接近于紫外光,所以,颜色淬灭程度的顺序为:蓝色>黄色>红色。一些生物样品,如血、尿等在制样过程中,要进行脱色处理,如果支持物测量中,滤膜干燥时被烤黄,也会造成计数效率的严重下降。

  ⑶光子淬灭(又称局部淬灭)

  在非均相测量中,由于样品本身的自吸收而使β射线能量在没有传递给溶剂分子之前就消耗掉了,这种淬灭在均相测定中,因样品处理不好,也会发生,谓之光子淬灭。 前已述及,不同能量的放射性核素,在液体闪烁计数时,闪烁体给出的光子数不同,产生的电脉冲高度亦不同。如果由接近平均能量的C-14的β粒子产生400个光子,在一个符合型液体闪烁器中,每个光电倍管将接收200个光子,又因为光电倍增管的最子效率大约是25%,因此200个光子打到光阴极上产生大约50个光子,而淬灭作用使得到达光阴极光子数减少,这种减少只要能让每次衰变记录下来,否则就被计数器漏记,因此,将这些考虑应用到能量较低的&sup3H时,如果按平均能量(0.018MeV)计算,&sup3H的β粒子在甲苯闪烁液中,大约产生40个光子,按25%的量子效率计算,则每个光电倍增管光阴极大约产生5个光子,与14C相比,光电子产额为1:10,所以,在&sup3H测定中,中等程度的淬灭就会产生不能挽回的计数损失。

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