Szintillationszähler werden verwendet, um die Radioaktivität zu messen, die in einer radioaktiven Probe oder einer biologischen Probe vorhanden ist, die radioaktiv markiert ist. Es arbeitet nach dem Prinzip der Anregung der Fluore (fluoreszierende Chemikalien) in Gegenwart von Strahlungen wie β-Partikelemission, α-Partikelemission oder γ-Strahlen. Wenn die Emissionen auf das Mehl treffen, erreichen die Elektronen des Pi-Systems des Fluors den angeregten Zustand. Wenn die Elektronen aus den angeregten Zuständen wieder in den Grundzustand gelangen, emittiert sie Licht mit einer längeren Wellenlänge und daher geringerer Energie als die absorbierte Strahlung. Dieses Licht wird durch einen in der Photomultiplier-Röhre vorhandenen Photomultiplier in ein elektrisches Signal umgewandelt und durch einen Pulshöhenanalysator analysiert.
Es gibt zwei Haupttypen:
1. Fester Szintillationszähler: Er wird für feste Proben verwendet, die zwischen den festen Fluoren platziert werden, um die Radioaktivität nachzuweisen. Es verwendet verschiedene Kristalle, um eine andere Art von Radioaktivität nachzuweisen. Für die Detektion von γ-Strahlen ist diese Art von Zählern am besten geeignet. Dies liegt daran, dass die γ-Strahlen eine sehr hohe Durchdringungskraft und eine sehr geringe Ionisationsleistung aufweisen, so dass der dicht gepackte Kristall (NaI-Kristall mit einer Spurenmenge Thallium) mehr Kollisions- und Anregungschancen bietet als die flüssige Szintillation. In ähnlicher Weise können wir für α-Partikel ZnS-Kristalle verwenden, und für die β-Partikelemission werden Kristalle aus Anthracen verwendet.
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2. Flüssiger Szintillationszähler: Es wird verwendet, um schwache β-Partikel nachzuweisen, die die festen Fluore (wie NaI) nicht durchdringen können. Die verwendeten Farbstoffe sind aromatische Flüssigkeiten oder eine Mischung von Flüssigkeiten, die Cocktail genannt werden. Für die Präzision werden zwei Fluore verwendet. Einer wird als primärer Fluor und der andere als sekundärer Fluor bezeichnet. Der Primärfluor absorbiert die Strahlung der Probe und emittiert Licht mit einer Wellenlänge von 200-300 nm, das im UV-Bereich liegt. Um dieses Licht unter den sichtbaren Bereich fallen zu lassen, verwenden wir Sekundärfluor. Der Sekundärfluor absorbiert Licht bei 200-300 nm (emittiert vom Primärfluor) und emittiert sichtbares Licht, das vom Photomultiplier in ein elektrisches Signal umgewandelt und vom Pulshöhenanalysator analysiert wird. Beispiele für verwendete Fluore sind Toluol, PPO (primärer Fluor), Dimethyl-POPOP & Bis MSB (sekundärer Fluor).
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Die Verwendung von Szintillationszählern hat einige Nachteile, z. B. Abschrecken und hohe Kosten. Ein weiteres Problem betrifft die Photomultiplier-Röhre. Die Röhre arbeitet bei hoher Spannung und führt somit zur Detektion von Hintergrundimpulsen im Pulshöhenanalysator, was zu falschen Ergebnissen führt.
Referenz und empfohlene Messwerte:
- Birks, JB, 2013. Die Theorie und Praxis der Szintillationszählung: Internationale Reihe von Monographien in Elektronik und Instrumentierung (Vol. 27). Elsevier.
- Wilson, K. und Walker, J. Hrsg., 2010. Prinzipien und Techniken der Biochemie und Molekularbiologie. In: Cambridge university press.
- Birks, JB, 1960. Szintillationszähler. In: Pergamon Press.
- L’Annunziata, M.F. und Kessler, M.J., 2003. Flüssigszintillationsanalyse: Prinzipien und Praxis (S. 347-535). Elsevier Science, New York, NY, USA.
Fußnoten