1.1 - 液体闪烁计数

1.1 - 液体闪烁计数

 2025年11月11日

液体闪烁计数（LSC）或光谱法（LSS）是一种特别适用于测定低能量β发射体的测量技术。六十多年来，该方法一直是测定 ³H（E_βmax = 18 keV）、¹⁴C（E_βmax = 156 keV）、³⁵S（E_βmax = 167 keV）和 ⁶³Ni（E_βmax = 67 keV）等放射性核素的首选方法。

然而，液体闪烁计数技术能够直接和间接检测所有发射光子的过程。因此，该方法也适用于高能β辐射体、电子俘获核素以及当前退役活动中存在的α辐射体。

由于测量在4π几何条件下以液体溶液形式进行，几乎不存在吸收和自吸收问题，因此也能以高计数效率测定低能β辐射体。在液体闪烁计数中，有机芳香族化合物溶解于合适的溶剂中，称为闪烁液，而不是固体晶体。所使用的闪烁体基于具有对称特性和共振π电子的有机芳香族分子的电子跃迁。

入射辐射的能量优先通过电子激发转移给溶剂分子，随后经无辐射迁移，最终被闪烁体分子捕获。市售的闪烁液还会将能量从初级闪烁体转移到次级闪烁体（波长转换剂），发射波长为400至420 nm（瞬间荧光）的光子。这些光子撞击光电阴极（通常为两个相对放置以实现符合计数）并有效释放电子。这些电子经放大后，会产生一个脉冲高度与衰变粒子的能量成正比的电脉冲。因此，与正比计数法相比，LSC是一种半光谱法。通过应用最多三个能量窗，可以实现与γ谱仪类似的解谱分析。

能量传递产生光子的机制如下图所示（图1）。

图1：液体闪烁计数中的能量转移机制

由于样品与闪烁体分子在均相溶液中紧密接触，液体闪烁计数的测量效率极高。α 粒子以及中高能 β 发射体的检测效率可达95%-100%，近乎定量检测。退役活动中存在的电子俘获核素（如 ⁵⁵Fe，⁴¹Ca），若其俄歇电子能量高于1 keV，主要通过俄歇电子发射进行测量，其效率可达40%。

表1列出了典型核素的计数效率参考值。

表1：液体闪烁法测量各类放射性核素的典型计数效率

* 由于低能谱段的发光甄别，因此配备单光电倍增管（PM）的设备的计数效率值较低。若无法获得合适的校准标准品及TDCR法，对于无淬灭样品在开放能量通道中的测量效率，无α/β分离的α辐射体的探测效率可假设为100%，中高能β辐射体的探测效率可假设为95%。与理论值相比，计数效率较低的原因可能是淬灭，此外在优化α道计数时，脉冲高度甄别设置和脉冲形状甄别（PSD）也可能导致该现象。

引用信息： 

HIDEX公司官网： https://www.hidex.com/hidex-methods/introduction/liquid-scintillation-counting

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