CH434495A - Verfahren zur Messung der Radioaktivität radioaktiver Präparate - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Messung der Radioaktivität radioaktiver Präparate
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Radioaktivität radioaktiver Präparate mittels einer   Szintillatorflüssigkeit,    sowie die hierfür verwendete   Szintillatorflüssigkeit.   



   Die Radioaktivität radioaktiver Präparate wird in neuerer Zeit in vielen Fällen zweckmässig mit Hilfe einer sogenannten   Szintillatorflüssigkeit    gemessen. Derartige Flüssigkeiten stellen im allgemeinen Lösungen von   Szintillatoren  , das heisst von solchen Substanzen dar, welche die Fähigkeit haben, auf Anregung durch radioaktive, das heisst sehr kurzwellige Strahlen hin, Photonen zu emittieren. Diese Photonen werden alsdann auf bekannte Art und Weise mittels heute üblicher   sPhotokathoden    in elektrische Impulse umgewandelt und nach geeigneter Verstärkung gemessen.



   Ein brauchbarer Szintillator soll folgende Eigenschaften besitzen : a) er soll die Energie der radioaktiven Strahlung des
Präparates möglichst vollständig absorbieren ; b) er soll einen möglichst grossen Teil der absorbierten
Energie in Photonen umwandeln, das heisst, er soll eine möglichst grosse Quantenausbeute haben ; c) er soll so gut wie möglich in demjenigen Wellen längenbereich emittieren, für welchen die heute vor handenen Photokathoden am empfindlichsten sind, das heisst seine   Emissionskurve    soll im Idealfall den gleichen Verlauf wie die   Empfindlichkeitskurve    der
Photokathode haben.



   Bis jetzt wurde als Szintillatorflüssigkeit im allgemeinen eine ungefähr 0,   4 %    ige Lösung von 2, 5-Diphenyloxazol (PPO) in einem aromatischen Kohlenwasserstoff, meist Toluol, verwendet.



   Da die Emissionskurve dieser Substanzen meist in einem zu kurzwelligen Bereich liegt, bedarf es der Mitverwendung einer weiteren Substanz, welche die Emis  sionskurve    des Szintillators gegen den langwelligen Bereich des Spektrums verschiebt ; man nennt solche Substanzen     sekundäre Szintillatoren   oder    Wellenlängenverschieber (wave length shifter). Als Wellenlängenverschieber wird heute zumeist   1,    4-Di- (5-phenyl2-oxazolyl)-benzol (POPOP) verwendet.



   Die Verwendung eines Systems von zwei Substanzen ist jedoch nachteilig, da es nötig ist, die Menge dieser Substanzen genau aufeinander abzustimmen. Zudem sind sowohl das PPO als auch das POPOP sehr kostspielig, so dass sie im allgemeinen nur zur Radioaktivitätsmessung kleiner Präparate eingesetzt werden   kön-    nen. Um grössere Präparate auf ihre Radioaktivität zu untersuchen, verwendet man anstelle des teuren PPO das billigere Terphenyl. Dieses ist aber bei tiefen Temperaturen schlecht löslich ; zudem benötigt es, ebenso wie das P'PO, einen Wellenlängenverschieber.



   Erfindungsgemäss ist es nun möglich, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden, indem man eine   Szintillatorflüssigkeit    verwendet, die als Szintillator einen optischen Aufheller der Formel I
EMI1.1     
 enthält. Hierbei bedeutet in Formel I   Ri    und   Rs    je Wasserstoff, Halogen oder eine niedere Alkylgruppe,   X    die Cyangruppe, eine Sulfonsäurearylester-oder eine Sulfonsäureamidgruppe und   R3    und R4 je Wasserstoff oder zusammen die 1,   2-Athylengruppe.   



   Besonders günstig sind optische Aufheller der Formel I, in der Ri und   R2    je Halogen, insbesondere Chlor, und   R3    und   R4    je Wasserstoff bedeuten.



   Optische Aufheller der Formel I sind in der britischen Patentschrift Nr. 774010 beschrieben.



   Man erreicht mit diesen optischen Aufhellern gegen über der bisher verwendeten Szintillatorkombination von PPO und POPOP den Vorteil, mit nur einer einzigen Substanz auszukommen. Zudem wirken diese optischen Aufheller auch als Wellenlängenverschieber und sie sind im Vergleich zu der   PPO-POPOP-Kombi-    nation ausserordentlich preiswert. 



   Erfindungsgemäss verwendet man die optischen Aufheller vorteilhaft in organischer Lösung von 0, 0001 bis 4, 0 Gew. % Gehalt, vorzugsweise von 0, 01 bis 4, 0 Gew. %, bezogen auf die   Losungsmittelmenge.    Sofern diese optischen Aufheller als   Wellenlängenverschieber,    beispielsweise für bereits bekannte Szintillatoren, wie Terphenyl oder PPO, eingesetzt werden sollen, verwendet man sie in Grössenordnungen von 0,   0001    bis 0, 1 Gew. %, vorzugsweise von 0, 001 bis 0, 01 Gew. %, bezogen auf die   Lösungsmittelmenge.

   Als Lösungsmittel kommen-die    in solchen Fällen üblichen, vor allem aromatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Toluol, aber auch aliphatische Alkohole, namentlich Alkylenglykolmonoalkyl äther, wie   Athylenglykolmono-methyl-oder-äthyläther,    in Betracht.



   Die erfindungsgemässen Szintillatorlösungen eignen sich sehr gut für die Radioaktivitätsmessung   radioakti-    ver Präparate. Man erhält mit ihnen befriedigende Messresultate.



   Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.



   Beispiel   1   
Eine Szintillatorlösung gemϯ Kolonne I der Tabelle 1, die sich in einer Glaskuvette befindet, wird durch 624-KeV-Konversionselektronen von 137 Cs angeregt. Die entstandenen Photonen werden in einem Photomultiplier in elektrische Impulse umgewandelt und die Höhe der letzteren in einem Impulshöhenanalysator gemessen. Die Messanordnung entspricht derjenigen von Hayes et al., Nucleonics   13,    38 (1955). Zur Beurteilung der Wirksamkeit des Szintillators wird die relative   Impulshöhe    im Vergleich zur   Impulshöhe    des Gemisches von   5    g PPO und 0, 3 g POPOP pro Liter Toluol bestimmt. Alle Messungen erfolgen bei Raumtemperatur, wobei die Szintillatorl¯sung und der Photomultiplier sich unter vollkommenem Lichtabschlu¯ befinden.



   Die erhaltenen Messresultate sind in Kolonne II der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst. In den nachfolgenden Tabellen bedeuten :
Allgemeine Formel
EMI2.1     
 Szintillator Nr.   1   
EMI2.2     
    R3 = R4 = H, X = H    Szintillator Nr. 2 R1 = H, R2 = -CN, R3 = R4 = H, X = H Szintillator Nr. 3 R1 = H, R2 = SO2NHC2H5, R3 = R4 = H, X = H Szintillator Nr. 4   Ri == Q, Rs = H, Rg = R4 = H, X =-CN.   



  Tabelle   1   
I Szintillatorlösung II Szintillator Optimale Konz. des Szintillators Lösungsmittel Relative Impulshöhe    Nr.    in   g/Liter < PPO + POPOP = 100%)   
1 3 Toluol 82, 5%
2 1 do. 80,0%    3 1 do.    71,   0%   
Beispiel 2
Die Aktivität radioaktiver Präparate wird mit Hilfe erfindungsgemϯer Szintillatoren wie folgt geprüft :
Zu 10 ml einer Szintillatorlösung werden mit Mikropipetten abgemessene Volumina mit 14C markierten Lösung von Natriumacetat hinzugefügt, und die Akti  vität    wird in einem KoinzidenzSpektrometer (Nuclear Chicago Mod.   701)    gemessen.

   Zur Bewertung der Szintillatoren wird die   Zählausbeute    (Quotient von Zählrate und   Zerfallsrate)    im Verhältnis zur Zählausbeute von PPO + POPOP bestimmt. Alle Messungen erfolgen bei Raumtemperatur. Da für die Messungen nur niedrige Aktivitäten an 14C verwendet werden, wie das meistens auch in der Praxis der Fall ist, müssen durch geeignete Einstellung der   Photomultiplier-Hoch-    spannung und der Impulshöhendiskriminierung die Zählausbeute S und der   Nulleffekt      B    so verändert werden, dass die Werte von   S /B    ein Maximum aufweisen. Die Einstellung ist u. a. von der Photonenausbeute des Szintillators abhängig.

   In der folgenden Tabelle 2 wird daher jeweils die Hochspannung angegeben, bei welcher eine optimale Zählausbeute gemessen wird.



   Als Szintillator verwendet man die in Beispiel 1 genannte Verbindung Nr. 4.



  Tabelle 2 Szintillator L¯sunsmittel Optimale Konz. des Szintillators Optimale Betriebsspannung Relative ZÏhlausbeute
Nr. in g/Liter in Volt (PPO + POPOP = 100%)
4 Toluol 2 1220 87,5%
Beispiel 3
Die in den Beispielen 1 und 2 genannten Szintillatoren werden auf ihre Verwendbarkeit als   Wellenlängen-    verschieber oder ¸sekundÏrer Szintillator¯ gepr ft.



  Hierbei dient   p-Terphenyl    als ¸primÏrer Szintillators¯.



   Zu einer Lösung von 4   g/Liter p-Terphenyl    in  Toluol wird der Wellenlängenverschieber in den nachstehend in Tabelle 3, Kolonne II angegebenen Konzentrationen gegeben. Nach der in Beispiel 2 angegebenen Methode wird die Zählausbeute einer mit 14C markierten Lösung von Natriumacetat gemessen und das Verhältnis derselben zur   Zählausbeute    von PPO + POPOP in nachfolgender Tabelle 3, Kolonne III bestimmt.



  Tabelle 3   ZÏhlausbeute
PrimÏrer Szintillator SekundÏrer Szintillator(PPO+POPOP = 100%)    0, 9 % p-Terphenyl in   Toluol 0, 001% Szintillator    Nr.   2 99, 1%       do. 0, 001 % Szintillator Nr. 3 97, 9%    do. 0,   001 %    Szintillator Nr.   4 94, 3 %  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Messung der Radioaktivität radioaktiver Präparate, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Szintillatorflüssigkeit verwendet, die als Szintillator einen optischen Aufheller der Formel I EMI3.1 in der R, und R2 je Wasserstoff oder Halogen oder eine niedere Alkylgruppe, X Cyan-, eine Sulfonsäurearylestergruppe oder eine Sulfonsäureamidgruppe und und R4 je Wasserstoff oder zusammen die 1, 2 Athylengruppe bedeuten, enthält.

   UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch die Verwendung eines optischen Aufhellers der Formel I, in der Ri und R2 je Chlor und R3 und R4 je Wasserstoff bedeuten.

   PATENTANSPRUCH II Szintillatorflüssigkeit zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt an mindestens einem optischen Aufheller der Formel I.