Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Фрайфелдер Д. -> "Физическая биохимия " -> 35

Физическая биохимия - Фрайфелдер Д.

Фрайфелдер Д. Физическая биохимия — М.: Мир, 1980. — 580 c.
Скачать (прямая ссылка): fizicheskayabiohimiya1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 218 >> Следующая

Измерение радиоактивности жидкостными сцинтилляционными счетчиками
Идеальный прибор для измерения радиоактивности должен регистрировать все распады, но такого прибора не существует. Счетчики Гейгера — Мюллера без окна служат весьма эффективными детекторами р-частиц с высокой энергией, излучаемых, например 32Р, но плохо подходят для частиц с низкой энергией, например из 3Н. Эффективность ограничивается двумя основными фак-
тррами: во-первых, не все испускаемые частицы попадают в детектор, и, во-вторых, не все из попавших туда частиц регистрируются. Главной причиной того, почему не все частицы достигают детектора, является его геометрия, которая такова, что некоторые частицы излучаются в сторону от детектора. Например, даже в том случае, если образец прижат к передней плоскости детектора Гейгера — Мюллера, половина частиц будет излучаться в направлении, противоположном трубке. Существенным также является то, что не все частицы, попавшие внутрь трубки Гейгера — Мюллера, могут вызывать ионизацию газа. Из p-спектров на рис. 5-1 видно, что энергия частицы может варьировать до нуля (?Мин не существует), т. е. некоторая доля частиц заведомо имеет энергию меньшую, чем требуется для ионизации газа. Кроме того, из формы спектра следует, что с уменьшением Еср постоянно увеличивается доля частиц с очень низким уровнем энергии. Таким образом, главной проблемой для всех счетчиков является регистрация р-частиц с низкой энергией.
Геометрические трудности могут быть устранены, если образец поместить внутри детектора. При этом будут теряться только
ТАБЛИЦА 5-2
Растворители и флуоресцирующие вещества, обычно применяемые при измерении радиоактивности жидкостным сцинтилляционным методом
Растворители
сн8 СН3
1 1 /°\
1 1 II 1 1
1 1 1 V 1 1
'Ч/ \>/
толуол j
СН3
л-ксилол 1,4-диоксан
Флуоресцирующие вещества РРО
п /-------
_\ /О ^-------------//
Ч____s~i
N____
РОРОР ____
/Ч /0\ Ч
те частицы, которые неспособны выйти за пределы образца («са-мопоглощение»). Такое решение геометрических проблем достигается применением техники измерения радиоактивности жидкостным сцинтилляционным методом.
При жидкостном сцинтилляционном счете образец растворяют или суспендируют в растворителе, содержащем одно или более флуоресцирующих веществ (табл. 5-2). Коротко говоря, испускаемая частица вызывает вспышку света, которую обнаруживают оптическим прибором (фотоумножителем), превращающим ее в электрические импульсы, которые могут быть просчитаны.
Процесс сцинтилляции
Прежде всего необходимо понять, каким образом распад вызывает обнаруживаемую флуоресценцию. Рассмотрим р-частицу, которая вышла за пределы образца и попала в растворитель. В большинстве растворителей энергия частицы либо будет рассеиваться в виде тепла, либо будет вызывать химические изменения (например, ионизацию или диссоциацию). Однако в некоторых растворителях энергия поглощается молекулами растворителя таким образом, что они переходят в возбужденное состояние. Возбужденная молекула затем возвращается в основное состояние, отдавая энергию в виде светового фотона (подробно процесс флуоресценции обсуждается в гл. 15). Излучаемые при этом фотоны имеют очень короткую длину волны и поэтому не могут регистрироваться большинством фотодетекторов; необходима добавка очень малых количеств флуоресцирующего вещества (флуоресцента), способного эффективно поглощать фотоны, излучаемые возбужденными молекулами растворителя, и в свою очередь испускать фотоны с большей длиной волны. Фотоны, испускаемые флуоресцентом, должны регистрироваться фотоумножителем. Однако, если длины волн фотонов, излучаемых флуоресцентом, не лежат в диапазоне максимальной чувствительности фотоумножителя, не будут генерироваться достаточно большие электрические импульсы. Поэтому почти всегда добавляют второй флуоресцент. Этот флуоресцент поглощает фотоны, испускаем мые первоначально добавленным флуоресцентом, и вновь испускает фотоны, но с большей длиной волны, которые фотоумножитель регистрирует хорошо. Следует заметить, что ни первичный, ни вторичный флуоресцент фактически не поглощают первоначальную энергию |3-частиц (поскольку они присутствуют в относительно малых количествах), а работают как преобразователи фотонов, увеличивая длину волн света.
Эта последовательность взаимодействий превращает энергию излучаемой частицы в световую вспышку, т. е. в пучок фотонов, выделяемый за предельно короткий интервал времени 10_9с).
Заметим, что свет не обязательно выходит из одной точки вследствие многократного переноса энергии. Эффективность регистрации первоначального распада зависит от следующих факторов;
1) свойств растворителя (т. е. от доли поглощенной энергии, пошедшей на возбуждение, и от ее доли, перенесенной на первичный флуоресцент, а не рассеянной в виде тепла); 2) числа фотонов, испускаемых кервичным и вторичным флуоресцентами; 3) геометрии трубки фотоумножителя (т. е. от того, какова эффективность улавливания фотонов); 4) соотношения сигнал/шум фотоумножителя (под шумом подразумевают импульсы, генерируемые в отсутствие света); 5) цикла преобразования заряда на фотоумножителе в напряжение.
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 218 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed