Vätskescintillationsräknare

Proverna löses upp eller suspenderas i en ”cocktail” som innehåller ett lösningsmedel (historiskt sett aromatiska organiska ämnen som xylen eller toluen, men på senare tid används mindre farliga lösningsmedel), vanligtvis någon form av ytaktivt ämne och små mängder av andra tillsatser som kallas ”fluorer” eller scintillatorer. Scintillatorer kan delas in i primära och sekundära fosforer, som skiljer sig åt i sina luminescensegenskaper.

Beta-partiklar som avges från isotopprovet överför energi till lösningsmedelsmolekylerna: π-molnet i den aromatiska ringen absorberar energin från den avgivna partikeln. De energibärande lösningsmedelsmolekylerna överför vanligtvis den fångade energin fram och tillbaka med andra lösningsmedelsmolekyler tills energin slutligen överförs till en primär scintillator. Den primära fosforen kommer att avge fotoner efter absorption av den överförda energin. Eftersom denna ljusemission kan vara vid en våglängd som inte tillåter effektiv detektion, innehåller många cocktails sekundära fosforer som absorberar den primära fosforens fluorescensenergi och återemitterar vid en längre våglängd.

De radioaktiva proverna och cocktailen placeras i små genomskinliga eller genomskinliga (ofta glas eller plast) flaskor som laddas i ett instrument som kallas vätskescintillationsräknare. Nyare maskiner kan använda 96-brunnsplattor med individuella filter i varje brunn. Många räknare har två fotomultiplikatorrör som är anslutna till en koincidenskrets. Koordinationskretsen säkerställer att äkta ljuspulser, som når båda fotomultiplikatorrören, räknas, medan falska pulser (till exempel på grund av ledningsbrus), som bara skulle påverka ett av rören, ignoreras.

Räkneffektiviteten under idealiska förhållanden varierar från cirka 30 % för tritium (en lågenergibaserad betautstrålare) till nästan 100 % för fosfor-32, en högenergibaserad betautstrålare. Vissa kemiska föreningar (särskilt klorföreningar) och starkt färgade prover kan störa räkneprocessen. Denna störning, som kallas ”quenching”, kan övervinnas genom datakorrigering eller genom noggrann provberedning.

Hög-energiska betautstrålare, såsom fosfor-32, kan också räknas i en scintillationsräknare utan cocktail, utan att i stället använda en vattenlösning. Denna teknik, som kallas Cherenkovräkning, bygger på att Cherenkovstrålningen detekteras direkt av fotomultiplikatorrören. Cherenkovräkning i detta experimentella sammanhang används normalt för snabba, grova mätningar, eftersom provets geometri kan skapa variationer i resultatet.