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1、液体闪烁计数器进展简述第26卷第4期2006年7月核电子学与探测技术NuclearElectronics&DetectionTechnologyVoL26No.4July2006液体闪烁计数器进展简述卞正柱,张珏,张金卫.(淮安市二院,江苏淮安223300;2.空军后勤部,北京100720;3.西安核仪器厂凯普公司,陕西西安710061)摘要:回顾了液体闪烁计数器的发展史,指出了符合电路的出现是其里程碑,综述了国内外液体闪烁计数器大致相似的软硬件,展望了我国液体闪烁计数器发展前景.关键词:液体;闪烁;探测器;符合电路中图分类号:TI.,812:2文献标识码:A文章编
2、号:0258-0934(2006)04-0536-031液体闪烁理论的提出19世纪40年代末,雷诺教授[1]及其同事们首先提出:某些有机物质经稀释后,渗入放射性核素,辐射粒子的能量就为溶剂分子所接受,转变为激发能,然后溶剂分子再把这种激发能转移给有机闪烁体溶质分子,使之激发.当有机闪烁体分子退激时产生的荧光(这就是"闪烁"名称的由来),可用来测定放射性核素的含量.用液体闪烁方法测量辐射粒子的理论原理图见图1.激发态亚稳态能量转换器_辐射粒子—光量子卜—.退激闪荧光——光电子闪烁液L一闪烁}电倍增——一一图1液体闪烁方法测量辐射粒子的原理图由此可见:光量子的产量与吸收粒子的能
3、位数(5000~7000min).当初的液体闪烁计量成正比,而光电子数(脉冲束)又与光量子的数器,很难用于.H示踪样品的测量.为了提高产量成正比.为此,工程技术人员可建立一套效率,降低本底,人们采用冷却水系统来降低光核电子学系统装置,用来专门分析记录这种成电倍增管的热电子噪声,用加厚屏蔽层(铅,铁,比例关系的物理量.这就是至今已在仪器中,铜)等手段来减少仪器的本底计数,所以当时的发展成为既与多学科密切相关,又独立分支的液体闪烁计数器做得很笨重,体积也大.它虽具有本身特色的液闪探测技术.然是低水平的液体闪烁计数器,但对液体闪烁2液体闪烁计数器问世早在1949年美国Packar
4、d公司和英国Ekco公司就研制出液体闪烁系统.最早生产的N664B型液体闪烁计数器是采用单个光电倍增管,其效率只有10～20%,本底高到四计数器问世来说,还是比M计数器前进了一大步.其优点:1)样品的自吸收可以忽略;2)样品的散射可以不考虑;3)可在整个47c空间测量;4)解决了射程短,能量低的软8粒子的探测难题.昙:三一羁汀硅湖^汀3符合相加电路的出现作者简介:卞正柱(1968一),男,江苏建湖人,江苏1口1H蹋只.J桃淮安第二医院工程师,从事医疗仪器殴备科工作液体闪烁计数器发展到1953年,这是"液536闪"发展史上关键的一年,Packard公司的海伯特与海斯两人首创了
5、符合型液闪电路.即在单管型的基础上,他俩又增加了一个光电倍增管.用两个光电倍增管水平安装对准样品进行测量.经过符合单元的作用,使原来4位数本底降低到两位数本底,这是液体闪烁计数中对本底测量的一个突破,为此,人们称符合电路是"液闪"发展史上的里程碑.让我们算一算,采用符合电路后的噪声降低水平,公式:N一2N1N2r式中:N为偶然符合后的噪声本底数;N1,N2为光电倍增管热电子噪声数;r为电路的符合分辨时间.令:N】一Nz=1.2×10'min～,r:10ns,则按上述公式算出:N一0.048man<0.1rain～,可见:热电子噪声对本底的贡献每m.in只有0.048脉
6、冲,这在一般测量中可以忽略.注意:符合分辨时间小了会影响探测效率,大了不足以抑制噪声.从1953年起,又过了1O年,液体闪烁计数器发展到了1963年.在这1O年中,液体闪烁计数器的在机构上有许多改进,但其中最重要的要数脉冲相加电路的出现.这比简单的符合型"液闪"的输出脉冲幅度长了一倍,因此信号的噪声比也提高了一倍,使低能射线的探测效率明显地提高,仪器的灵敏度和精确度更加得到改善,尤其提高了双标记样品的分离能力.脉冲相加电路的出现,被人们视为"液闪"发展史上的又一个里程碑.4双碱阴极光电倍增管光电倍增管是把荧光光子转换为光电子并被倍增的能量转换器,它由密封于对荧光是透明的材料
7、内的阴极,次阴极(倍增极)和阳极组成.为有好的能量转换效率,光阴极涂有高电子发射率的铯锑(Cs-Sb)物质,光阴极的响应谱(吸收谱)要和闪烁体的发射谱相匹配,而一般光电倍增管的光谱响应的最大波长在400nm左右,与初级闪烁体(PPO或Bu-PBD)发射荧光的最大波长(350~380nm)不相匹配,故要加人次级闪烁体(POPOP)以改善匹配效果.1965年,双碱阴极光电倍增管(K—Na—CS-Sb)的出现,其对光波的最高响应光谱左移,并且光谱响应范围较宽(300~500nm),能与几种常用的初级闪烁体的最大荧光波长较
