Методы практической биохимии - Уильямс Б.
Скачать (прямая ссылка):
Счетчики обычно работают в режиме пропорциональности. Основное внимание в таких счетчиках обращается на стабилизацию напряжения, поскольку даже его незначительные колебания существенно меняют усиление.
Режим Гейгера—Мюллера отвечает плато на зависимости тока ионизации от напряжения. Это означает, что появление одного иона приводит к полной ионизации газа; следовательно, в таком режиме счетчик регистрирует все виды ионизирующей радиации, в том числе и р-частицы, и не различает источники радиации, не-
Гл. 6. Радиоизотопные методы 193
смотря на то что некоторые из них способны образовать один ион, а друше — на много порядков больше.
Поскольку для регистрации распада необходимо, чтобы образовавшийся ион дошел до электрода — а это требует некоторого времени,— то ионы, образующиеся за такой промежуток времени из-за следующих распадов, не регистрируются. Интервал времени, необходимый для регистрации события ионизации, носит название мертвого времени счетчика и обычно составляет 100—200 мкс. В пропорциональных счетчиках этот параметр не очень существен, однако для счетчиков Гейгера он играет большую роль, поскольку именно это время определяет полную ионизацию газа — достижение максимального тока. Слабая зависимость от мертвого времени для пропорциональных счетчиков — их основное преимущество при большой скорости счета. При попадании на электрод ионы нейтрализуются, однако некоторые из них минуют электрод и образуют собственную лавину; поэтому в счетчике Гейгера может образоваться непрерывный разряд. Для предотвращения такой возможности в трубку добавляют тушитель — газ, уменьшающий энергию ионов. Обычно в качестве тушителей используют этанол, галогены и этилформиат. 4
Поскольку при регистрации радиоактивности счетчики Гейгера—Мюллера применяются наиболее широко, мы рассмотрим их более детально.
Разрядные трубки для счетчиков. Трубки для счетчиков Гейгера—Мюллера довольно разнообразны по конструкции; некоторые из них приведены на рис. 6.3. Наиболее широко используются цилиндрические трубки с прозрачным для изучения торцом — торцевые трубки. Материал для торцевой стенки подбирают в зависимости от типа регистрируемого излучения. Так, довольно прочные толстые стеклянные окна пропускают высокоэнергетические электроны, и такие счетчики можно применять для регистрации распада S2P. Для регистрации более мягкого излучения, например р-распада 14С, нужны более прозрачные окна из слюды. Для регистрации утечки радиоактивности в лабораторных условиях применяются в основном тонкостенные цилиндрические трубки. Кольцевидные, тонкостенные, погружаемые и жидкостнопроточные типы трубок применяются для регистрации радиоактивности жидких образцов, и поскольку все они изготовлены из стекла, то пригодны для регистрации только довольно жесткого р-излучения. Вытянутые трубки игольчатого типа применяются и при работе с небольшими количествами радиоактивного материала и используются в основном для диагностических целей в клинической биохимии.
Сложнее дело обстоит с регистрацией мягкого р -излучения (например, распада 3Н) или а-частиц. Такие частицы задерживаются почти полностью даже очень тонкими окошками, и совсем незначительная их часть попадает в чувствительное к радиации прост-
Рис. 6.3. Различные типы трубок счетчиков Гейгера—Мюллера: трубки с торцевым окном (а), тонкостенные трубки (б), кольцевидные (в), тонкостенные погружаемые (г), жидкостнопроточные (д) и трубки игольчатого типа (ej.
/ — цоколь; 2 — металлизированный катод; 3— анод (проволока); 4 —стеклянный шарнк; 5 —торцевое окно (стекло, слюда и т. д.); 6 — тонкая стеклянная нли металлическая стенка; 7 —объем для жидкого образца; 8— спиральная трубка для образца; 9 — чувствительный объем; /0 —длинная трубка диаметром 4 мм..
I
Непрерывный разряд
Плато (около ШВУ |
Рабочий
участок
Стартовый
потенциал
Потенциал
пробоя
Приложенное напряжение
Рис. 6.4. Режим работы счетчика Гейгера—Мюллера.
Гл. 6. Радиоизотопные методы 195
ранство трубки. Эту трудность можно преодолеть, если совсем удалить орэшко и через трубку непрерывно пропускать смесь газов, например гелий с бутаном (2%). Такие счетчики называются газопроточными, но в настоящее время для регистрации мягкого р -излучения стараются применять сцинтилляционные счетчики.
Характеристики трубок. На рис. 6.4 приведена зависимость-скорости счета распадов счетчиком Гейгера—Мюллера от разности потенциалов между электродами. Как видно из рисунка,, начиная с некоторого потенциала скорость счета резко увеличивается. При такой разности потенциалов разряд в трубке вызывают только самые высокоэнергетические р-частицы. По достижении порогового значения напряжения скорость счета выходит на плато, размер которого достигает 300 В. Конкретный размер плато для каждого счетчика определяется параметрами трубки. При дальнейшем увеличении напряжения число регистрируемых импульсов вновь увеличивается. Это соответствует самопроизвольному разряду в газе,, возникающему без дополнительной ионизации его радиоактивными изотопами. Необходимо следить, чтобы счетчик не работал в режиме непрерывного разряда, поскольку это приводит к необратимым нарушениям в разрядной трубке.
