Ein Messgerät zur Bestimmung von Radionukliden
Ein Flüssigszintillationszähler (engl. Liquid Scintillation Counter) ist ein Messgerät zur Bestimmung von Radionukliden. Das Messprinzip basiert auf dem Szintillationseffekt. Dabei regen die beim radioaktiven Zerfall freiwerdende Teilchen (z.B. Elektronen) einen Szintillator an, der anschließend Photonen aussendet. Dieses Photonen werden von einer oder mehreren Photomultiplierröhren verstärkt und hinsichtlich Intensität und Energie ausgewertet. Bei einem Flüssigszintillationszähler liegt der Szintillator in flüssiger Form vor – als integraler Bestandteil des LSC-Cocktails. Das flüssige Probenmaterial kann direkt im Vial mit einem geeigneten LSC-Cocktail gemischt und in den Flüssigszintillationszähler gegeben werden.
Diese Methode ist hervorragend zur Bestimmung von Alpha- und Betastrahlern geeignet, mit üblicherweise hohen Nachweiswahrscheinlichkeiten (>25%). Einige betastrahlende Radionuklide, wie beispielsweise H-3 und C-14, lassen sich in wässrigen Proben am besten mittels Flüssigszintillationszählung nachweisen. Zur Bestimmung der absoluten Probenaktivität müssen herkömmliche Flüssigszintillationszähler kalibriert werden oder es wird eine eingebaute Strahlenquelle benötigt, um die Aktivität der Probe zu ermitteln. Moderne Flüssigszintillationszähler kommen inzwischen ohne eingebaute Strahlenquelle aus – unter Verwendung der TDCR-Technik (siehe Hidex 300SL / 600 SL).
Keine langen Wartezeiten
Die wesentlichen Störfaktoren bei der Flüssigszintillationszählung bestehen in statischer Elektrizität und Lumineszenz. Diese Phänomene beeinflussen insbesondere die Messung von niederenergetischen Betastrahlern, wie beispielsweise Tritium (H-3). Plastikvials können sich bei der Probenherstellung oder beim Probentransport elektrostatisch aufladen. Moderne Flüssigszintillationszähler sollten mit einem automatischen Entlademechanismus ausgestattet sein. Dies ist beim Hidex 300 SL / 600 SL selbstverständlich der Fall. Alternativ können die Plastikvials mit einem leicht feuchten Tuch abgewischt werden, bevor sie in den Counter gestellt werden – dies entfernt die statische Elektrizität ebenfalls.
Lumineszenzen können in der Mischung aus Probe und LSC-Cocktail entstehen. Der LSC-Cocktail selbst kann sich bei der Probenherstellung durch Umgebungslicht „aufladen“ und einzelne Photonen aussenden. Daneben erzeugen bestimmte Substanzen Lumineszenz, wenn Sie mit Cocktail gemischt werden (z.B. Natronlauge). In der Regel klingt Lumineszenz rasch ab, in einigen Fällen sind jedoch lange Wartezeiten bis zum Messbeginn einzuhalten. Die Hidex-Counter vom Typ 300 SL / 600 SL verfügen über einen „echten“ Lumineszenz-freien Messmodus, der die durch Lumineszenz entstandenen Photonen nahezu vollständig blockiert. Dadurch kann auf lange Wartezeiten verzichtet werden.
In den letzten Jahren gab es große Fortschritte bei der Diskriminierung von Alpha- und Betastrahlern bei der LSC-Messung. Es hat sich gezeigt, dass Messgeräte mit zwei Vielkanalanalysatoren (MCA) hier deutliche Vorteile besitzen. Es sollte jeweils ein MCA für Alphastrahler bzw. Betastrahler verwendet werden. Dadurch ist eine praktisch perfekte Trennung von Alpha- und Betastrahlern bei der Messung möglich, unabhängig von den beteiligten Radionukliden.
Der Diskriminator wird bei Messgeräten mit zwei MCAs anhand der Pulslänge festgelegt, da Alpha-Impulse signifikant länger andauern als Beta-Impulse. Dadurch können aufwendige Spill-Over-Korrekturen entfallen. Letztere habe den systematischen Nachteil, dass das „Diskriminator-Nuklid“ (häufig Am-241) in den später zu messenden Proben gar nicht vorkommt (z.B. in Trinkwasserproben). Somit werden durch die Verwendung von zwei Vielkanalanalysatoren Fehlklassifizierungen weitestgehend vermieden.
Die Hidex-Counter vom Typ 300 SL / 600 SL verfügen (optional) über eine sehr leistungsstarke Alpha-/Beta-Diskriminierung unter Verwendung von zwei Vielkanalanalysatoren. Bitte achten Sie darauf, einen geeigneten LSC-Cocktail für die Alpha-/Beta-Trennung zu verwenden. Wir empfehlen Ihnen unsere hochwertigen Cocktails vom Typ AquaLight AB und MaxiLight+.
Flüssigszintillationszähler erlauben die Bestimmung von einigen Betastrahlern ohne LSC-Cocktail unter Ausnutzung des Cerenkov-Effekts. Betastrahler mit vergleichsweise hohen Zerfallsenergien können auf diese Weise schnell und kostengünstig gemessen werden (z.B. P-32, K-40, Sr-89, Y-90). Die Vorteile liegen u.a. in der einfachen Probenvorbereitung und dem Einsparen von LSC-Cocktail. Bei LSC-Geräten mit drei eingebauten Photomultiplierröhren kann die so genannte TDCR-Cerenkov-Zählung angewendet werden. Hierbei wird die Zählausbeute anhand des automatisch ermittelten TDCR-Werts bestimmt – ohne aufwendige Kalibration.
Die Zählausbeute für Cerenkov-Strahler liegt bei den Hidex-Countern vom Typ 300 SL / 600 SL typischerweise bei 65 % bis 70 % – in Abhängigkeit von der Probenvorbereitung.
Eine Broschüre der Liquid Scintillation Counter von Hidex Oy können Sie hier herunterladen.