مقدمه

یکی از پرکاربردترین روشهای ارزیابی نمونههای مخلوط حاوی گسیلنده های آلفا و بتا بطور همزمان استفاده از شمارنده سوسوزن مایع۱ است .[۱] در این روش نمونه حاوی مواد پرتوزا با کوکتل سوسوزن مایع مخلوط میشوند. انتخاب یک کوکتل سوسوزن بر اساس ماهیت نمونه مورد آزمایش، هدف آزمایش ،و ویژگی های کوکتل صورت میگیرد. بسیاری از پارامترهای مؤثر بر عملکرد سوسوزن ها ارزیابی شده است ۲]،.[۳

کوکتل ULTIMA Gold AB محصول شرکت Perkin Elmer با هدف جداسازی پالس های آلفا- بتا ساخته شده است. حلال اصلی این سوسوزن ۲DIN میباشد. این ماده نقطه اشتعال بسیار بالایی دارد و همچنین ویژگیهای واپاشی آهسته موردنیاز برای تفکیک مؤثر آلفا و بتا را فراهم میکند. این کوکتل علاوه بر حلال اصلی و مواد سوسوزن، دارای مقادیر قابل توجهی از مواد نگهدارنده۳ است تا توانایی انحلال نمونههای آبی و اسیدی را در خود دارا باشد. بنابراین انتظار میرود ترابرد فوتون در این سوسوزن ضعیف باشد هرچند با

۱ Liquid scintillation counting 2 di-isopropyl naphthalene 3 surfactant

۶۹

افزودن ترکیباتی، میزان فرونشانی فوتون در آن کاهش داده شده است.کوکتل ULTIMA Gold F جهت تفکیک آلفا و بتا، یک رقیق کننده ایده آل برای ULTIMA Gold AB است که قدرت تفکیک۴ انرژی و شکل پالس را برای نمونههای با حجم کم افزایش میدهد. افزودن UGF به نمونهها در UGAB، تداخل۵ رویدادهای آلفا و بتا را کاهش میدهد. بنابراین جداسازی را بهبود میبخشد. این کاهش تداخل در ازای ظرفیت پذیرش پایینتر نمونه به دست میآید زیرا UGF یک کوکتل آلی خالص است و UGAB یک کوکتل امولسیون کننده (دارای مواد نگهدارنده) است. بنابراین ظرفیت پذیرش برای محلولهای آبی و یونی قوی، با افزایش مقدارUGF به شدت کاهش خواهد یافت۴]،.[۵ در این کار توانایی جداسازی مخلوط کوکتلهای UGAB و UGF با نسبتهای مختلف بررسی شده است. روش جداسازی پالس های آلفا و بتای مورد استفاده روش اوئن میباشد.

روش کار

اغلب به منظور تفکیک پالس های آلفا و بتا در نمونه های مخلوط گسیلنده های آلفا و بتا در روش شمارنده سوسوزن مایع، از روش جداسازی گذر از صفر استفاده میگردد. این روش الکترونیک پیچیده و هزینه بالایی دارد و همچنین بدلیل استفاده از سیگنالهای سریع نویزپذیری بالایی دارد .[۶] در این تحقیق از روش جداسازی اوئن به دلیل مدار الکترونیک ساده و سهولت تنظیمات جهت جداسازی آلفا- بتا استفاده شده است.

روش اوئن بر اساس تغییری که در مدار مقسم ولتاژ لامپ تکثیرکننده فوتونی ۶ ایجاد شده ،عمل جداسازی را انجام میدهد. به این ترتیب که اختلاف پتانسیل بین آند و داینود آخر که بیش از صد ولت میباشد به کمتر از ده ولت کاهش داده میشود . کاهش پتانسیل الکتریکی سبب کاهش میدان الکتریکی بین داینود آخر و آند میشود. بدلیل کاهش میدان الکتریکی محدوده اشباع شدگی الکترود آند کاهش مییابد. برای کارکرد ایده آل مدار اوئن ، محدوده اشباع شدگی آند باید از جریان تولید شده توسط مؤلفه سریع سوسوزنی ذره بتا کمتر و از جریان تولید شده توسط مؤلفه سریع ذره آلفا بیشتر باشد، تا اینکه مدار برای بتا به اشباع برود ولی برای آلفا وارد ناحیه اشباع نشود. با تعیین مقدار بهینه میدان الکتریکی بین داینود و آند، تداخل کمتر بین پنجره آلفا و بتا و مرزاشباع شدگی بهتری حاصل می شود .[۷]

به منظور ایجاد همزمانی از دو لامپ تکثیرکننده فوتونی مدل XP2020، در دو سمت ویال استفاده شده است. یک PMT با بیس مقسم ولتاژ اوئن کوپل شده است. مدار قرائت الکترونیکی از نوع مدار همزمانیکند بوده و شماتیک آن در شکل۱ نشان داده شده است. سیگنالهای انرژی دریافت شده از دوPMT پس از تقویت با زمان شکلگیری پالس ۲۵۰ ns در ماژول Dual Sum جمع زده میشوند. همچنین همزمانی دوسیگنال با پنجره همزمانی ۱۰۰ ns در ماژول Universal Coincidence کنترل میشود. سیگنالهای حاصل از ماژول جمعکننده به ماژول ADC وارد میشوند و در صورت همزمانی ثبت میگردند.

۴ resolution 5 misclassification 6 photomultiplier

۷۰

شکل .۱ مدار الکترونیک همزمانی کند

برای بررسی اثر مخلوط کوکتلهای UGAB وUGF نمونه حاوی رادیونوکلوئیدهای آلفازای ۲۴۱Am و بتازای ۹۰Sr/90Yبا اکتیویته مشخص و با غلظت ۰/۱ M HCLآماده گردید. مقادیر یکسانی از نمونه به ویال های ۲۰ میلی لیتری شیشه ای اضافه گردید. در نهایت مخلوط کوکتلهای UGAB وUGF با نسبت های معین مطابق جدول۱ به هر ویال اضافه شد. طیف نگاری از هر ویال در زمان های یکسان انجام شد . از طیف بدست آمده مقدار ضریب شایستگی محاسبه گردید. مطابق رابطه ۱ برای محاسبه ضریب شایستگی باید فاصله بین دو قله آلفا و بتا بر مجموع FWHM آلفا و FWHM بتا تقسیم گردد. برای بدست آوردن اطلاعات لازم جهت محاسبه ضریب شایستگی، از برازش گوسی بر روی طیف های بدست آمده استفاده گردید.