Vloeibare scintillatieteller

De monsters worden opgelost of gesuspendeerd in een “cocktail” die een oplosmiddel bevat (van oudsher aromatische organische verbindingen zoals xyleen of tolueen, maar recenter worden minder gevaarlijke oplosmiddelen gebruikt), meestal een of andere vorm van een oppervlakteactieve stof, en kleine hoeveelheden van andere additieven die bekend staan als “fluors” of scintillatoren. Scintillatoren kunnen worden onderverdeeld in primaire en secundaire fosforen, die verschillen in hun luminescentie-eigenschappen.

Betadeeltjes die door het isotopische monster worden uitgezonden, dragen energie over aan de oplosmiddelmoleculen: de π-wolk van de aromatische ring absorbeert de energie van het uitgezonden deeltje. De geënergetiseerde oplosmiddelmoleculen dragen de opgevangen energie gewoonlijk over en weer met andere oplosmiddelmoleculen totdat de energie uiteindelijk wordt overgedragen aan een primaire scintillator. De primaire fosfor zendt fotonen uit na absorptie van de overgedragen energie. Omdat die lichtemissie bij een golflengte kan zijn die geen efficiënte detectie mogelijk maakt, bevatten veel cocktails secundaire fosforen die de fluorescentie-energie van de primaire fosfor absorberen en opnieuw uitstralen bij een langere golflengte.

De radioactieve monsters en de cocktail worden in kleine doorzichtige of doorschijnende (vaak glazen of plastic) flesjes geplaatst die in een instrument worden geladen dat bekend staat als een vloeistofscintillatieteller. Nieuwere machines gebruiken soms 96-wells-platen met individuele filters in elke well. Veel tellers hebben twee fotomultiplicatorbuizen die in een coincidentiecircuit zijn verbonden. De toevalsschakeling zorgt ervoor dat echte lichtpulsen, die beide fotomultiplicatorbuizen bereiken, worden geteld, terwijl onechte pulsen (bijvoorbeeld als gevolg van lijnruis), die slechts één van de buizen zouden beïnvloeden, worden genegeerd.

De telefficiëntie onder ideale omstandigheden varieert van ongeveer 30% voor tritium (een bètastraler met lage energie) tot bijna 100% voor fosfor-32, een bètastraler met hoge energie. Sommige chemische verbindingen (met name chloorverbindingen) en sterk gekleurde monsters kunnen het telproces verstoren. Deze storing, bekend als “quenching”, kan worden verholpen door gegevenscorrectie of door zorgvuldige monstervoorbereiding.

Zeer energierijke bètastralers, zoals fosfor-32, kunnen ook worden geteld in een scintillatieteller zonder de cocktail, in plaats daarvan met behulp van een waterige oplossing. Bij deze techniek, die bekend staat als Cherenkov-telling, wordt de Cherenkov-straling rechtstreeks gedetecteerd door de fotomultiplicatorbuizen. Cherenkov-telling wordt in deze experimentele context gewoonlijk gebruikt voor snelle, ruwe metingen, aangezien de geometrie van het monster variaties in de output kan veroorzaken.