Contatore a scintillazione liquida

I campioni sono dissolti o sospesi in un “cocktail” contenente un solvente (storicamente organici aromatici come xilene o toluene, ma più recentemente vengono usati solventi meno pericolosi), tipicamente una qualche forma di tensioattivo, e piccole quantità di altri additivi conosciuti come “fluor” o scintillatori. Gli scintillatori possono essere divisi in fosfori primari e secondari, che differiscono nelle loro proprietà di luminescenza.

Le particelle beta emesse dal campione isotopico trasferiscono energia alle molecole del solvente: la nuvola π dell’anello aromatico assorbe l’energia della particella emessa. Le molecole di solvente eccitate tipicamente trasferiscono l’energia catturata avanti e indietro con altre molecole di solvente fino a quando l’energia viene finalmente trasferita a uno scintillatore primario. Il fosforo primario emetterà fotoni in seguito all’assorbimento dell’energia trasferita. Poiché tale emissione di luce può essere ad una lunghezza d’onda che non consente una rilevazione efficiente, molti cocktail contengono fosfori secondari che assorbono l’energia di fluorescenza del fosforo primario e riemettono ad una lunghezza d’onda più lunga.

I campioni radioattivi e il cocktail sono posti in piccole fiale trasparenti o traslucide (spesso di vetro o plastica) che vengono caricate in uno strumento noto come contatore a scintillazione liquida. Le macchine più recenti possono utilizzare piastre da 96 pozzetti con filtri individuali in ogni pozzetto. Molti contatori hanno due tubi moltiplicatori di foto collegati in un circuito di coincidenza. Il circuito di coincidenza assicura che gli impulsi di luce genuini, che raggiungono entrambi i tubi fotomoltiplicatori, siano contati, mentre gli impulsi spuri (dovuti al rumore di linea, per esempio), che influenzerebbero solo uno dei tubi, sono ignorati.

L’efficienza di conteggio in condizioni ideali varia da circa il 30% per il trizio (un emettitore beta a bassa energia) a quasi il 100% per il fosforo-32, un emettitore beta ad alta energia. Alcuni composti chimici (in particolare i composti del cloro) e campioni molto colorati possono interferire con il processo di conteggio. Questa interferenza, nota come “quenching”, può essere superata attraverso la correzione dei dati o attraverso un’attenta preparazione del campione.

Gli emettitori beta ad alta energia, come il fosforo-32, possono anche essere contati in un contatore a scintillazione senza il cocktail, usando invece una soluzione acquosa. Questa tecnica, conosciuta come conteggio Cherenkov, si basa sul fatto che la radiazione Cherenkov viene rilevata direttamente dai tubi fotomoltiplicatori. Il conteggio Cherenkov in questo contesto sperimentale è normalmente usato per misure rapide e approssimative, poiché la geometria del campione può creare variazioni nell’uscita.