[发明专利]用于使用电子测试源模拟闪烁事件的系统和方法

说明书

本文中呈现的是实现使用电子测试源对液体闪烁计数器LSC的校准和/或测试的系统和方法。在某些实施例中，本文中所描述的所述电子测试源实现模拟由于各种各样的不同的种类的放射性发射器(例如，贝塔、阿尔法和伽玛发射器)的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲的模拟放射性事件测试脉冲的发射。另外，在某些实施例中，本文中所描述的系统和方法实现来自所述电子测试源的模拟背景光(例如，发光和余脉冲)的发射。所述模拟放射性事件测试脉冲且任选地模拟背景光可用于LSC的所述校准和/或测试，代替危险的放射性材料和/或易失性化学物质。因此，本文中所描述的系统和方法显著地改进液体闪烁计数器的所述校准和/或测试。

相关申请的交叉参考

本申请主张2017年9月15日递交的第62/559,064号美国临时申请的优先权和权益，其内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及用于使用电子测试源来校准和/或测试液体闪烁计数器的系统和方法，例如，不需要放射性校准材料或化学物质。

背景技术

存在于样本中的放射性核素可以通过检测和分析从样本发射的辐射而得到识别和量化。这在许多情形中都是重要的，例如饮用水中的氚、氡、镭和铀的检测；食物中的锶的检测；食物、酒精和生物燃料中的¹⁴C的检测；来自核电站的氚和¹⁴C排放的评估；在核反应堆的停运期间的放射性的监测；石油勘探中的示踪剂测量；吸收、分布、代谢和排泄(ADME)研究；生物样本中的放射性核素的检测(例如，药物研发中的可行的药物路径的识别)；及考古学样本的放射性碳年代测定，以及许多其它生物和环境情形。

存在可供用于由样本中的放射性核素的放射性衰变所引起的事件的检测的各种各样的系统和分析技术。其中样本含有发射不同种类的辐射(例如，阿尔法和贝塔发射器两者)的多个放射性核素，或者其中样本含有未知类型的放射性核素，重要的是能够确定检测到的放射性事件是否是由阿尔法、贝塔或伽玛辐射所引起。

举例来说，在液体闪烁计数中，含有有待识别的一或多种放射性核素的测试样本与能够溶解样本的溶剂连同闪烁剂(例如，荧光剂)一起混合。所得混合物的瓶被放置在包括一或多个光电倍增管(PMT)的检测器中。当放射性核素经历放射性衰变时，所发射的衰变能量引起闪烁剂的激励，其释放随后被检测到的光。举例来说，阿尔法和贝塔衰变事件通常是使用快速光子发射液体闪烁剂(例如，2,5-二苯基恶唑(PPO))检测到的，而伽玛衰变事件(例如，来自伽玛发射源，例如，来自宇宙射线)是使用较慢光子发射固体闪烁剂(例如，铋生发氧化物(BGO))检测到的。通过闪烁剂发射的光的强度是衰变能量的函数，并且检测到的脉冲的波形可用于区分不同种类的放射性衰变事件(例如，阿尔法、贝塔或伽玛发射)。检测器产生对应于在测试样本中检测到的多个放射性事件中的每一个的脉冲信号。可以随后确定放射性核素的标识和/或数量。

应认识到脉冲波形可以指示放射性核素的标识。举例来说，通过液体闪烁计数器(LSC)检测到的光的脉冲可以基于其脉冲波形被分类为已由发射的阿尔法粒子、贝塔粒子或伽马射线所引起。贝塔脉冲具有最短的持续时间(例如，最短的脉冲宽度，例如，最短的尾部长度)，之后相应地是阿尔法脉冲和伽玛脉冲。

放射性活动的液体闪烁计数测量伴随着可以混淆样本中的放射性核素的标识和/或数量的背景光。此背景可以起源于例如，化学发光、环境辐射、电子噪声、液体闪烁计数器的光电倍增管之间的串扰，及样本瓶的残余放射性和/或发光以及液体闪烁计数器的其它材料。此类背景光可采取对应于单光子事件的低水平光的形式，或采取类似于通过样本中的放射性核素产生的光脉冲的光脉冲的形式。举例来说，外部伽玛射线(例如，宇宙射线)可撞击液体闪烁剂，引起类似于由贝塔事件所引起的光的初始脉冲的光的初始脉冲。为了精确地检测通过存在于样本中的放射性核素产生的放射性事件，液体闪烁计数器包含允许此类背景光区别于来源于样本内的放射性核素的放射性衰变的光的脉冲的电路系统和相关联的软件。