CH638621A5 - Means for counting scintillations - Google Patents

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CH638621A5
CH638621A5 CH1325678A CH1325678A CH638621A5 CH 638621 A5 CH638621 A5 CH 638621A5 CH 1325678 A CH1325678 A CH 1325678A CH 1325678 A CH1325678 A CH 1325678A CH 638621 A5 CH638621 A5 CH 638621A5
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CH
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mercapto
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scintillator
stabilizing
counting
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CH1325678A
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Jozsef Dr Kelemen
Eickhard Kuehl
Karl Dr Schmid
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Ciba Geigy Ag
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/204Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a liquid

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Abstract

A scintillation counting means containing a stabilising additive and its use for liquid counting of liquids scintillation is disclosed.

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   Die erfindungsgemässen Mittel zur Szintillationszählung sind dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine solche stabilisierende Verbindung enthalten.



   Als solche stabilisierende Verbindungen kommen reduzierend wirkende Verbindungen des zweiwertigen Schwefels sowie deren Mischungen in Betracht.



   Bevorzugt sind dabei Mercaptane, deren Dissoziationskonstante grösser ist als diejenigen des Phenols sowie Sulfide, die der Formel   (1) Ri - S - -S-    entsprechen, worin   R    und R2 unabhängig voneinander einen aliphatischen Rest mit vorzugsweise 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4-C-Atomen oder   Rt    und R2 zusammen mit dem Schwefelatom auch einen 5- oder 6gliedrigen Ring bedeuten.



   Unter  aliphatisch  versteht man acyclische, geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, unsubstituierte oder durch nicht-chromophore und nicht-ionogene Gruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste mit vorzugsweise 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4 C-Atomen. Als nicht-chromophore und nicht-ionogene Gruppen kommen besonders in Betracht: Hydroxy-, Ammonium-, Mercapto- und Carboxygruppen sowie der Phenylrest. Bevorzugte aliphatische Reste sind geradkettige Gruppen mit 1 bis 4 C-Atomen. Aliphatische Reste   Rt    und R2 können auch andere Heteroatome enthalten, z.B. Sauerstoff- oder Schwefelatome. Heterocyclische Ringe, welche durch   Rt    und R2 zusammen mit dem Schwefelatom gebildet werden, sind vorzugsweise gesättigte Ringe, die weitere Heteroatome enthalten können.

  Mercaptane sind vorzugsweise aromatische und heterocyclische Mercaptane, worunter z.B. Verbindungen zu verstehen sind, welche neben der Mercaptogruppe auch andere Substituenten am aromatischen oder heterocyclischen Ring, wie Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen, Aminogruppen, Hydrazinogruppen, Hydroxygruppen oder eine weitere Mercaptogruppe aufweisen können.



   Als Beispiele solcher Mercaptane und Sulfide seien genannt: I-Methyl-2-mercapto-imidazol, 2-Mercapto-benzimidazol, 4-Mercapto-pyridin, 2-Mercaptopyridin, 2-Mercapto-4,6-dimethyl-pyrimidin, 2-Mercapto-4-hydroxypyrimidin,   Pyridinthion- 1 -oxid,    2-Mercapto-benzthiazol, 2-Mercaptobenzoxazol, Thiophenol, 2-Mercapto- A-4-thiazolin, 2,5 Dimercapto-1,3,4-thiadiazol, 3-Mercapto-4-amino-5-hydrazi   no-4,1,2-triazol,    Thioanisol, Dibutylsulfid, 3,3-Thiodipropionsäure, Thiodiäthylenglycol,   1,3-Dithian,    Diammoniumsulfid, 3,3-Thiodiproprionitril, 2-Mercaptoäthylsulfid und Tetrahydrothiophen.



   Mit den erfindungsgemäss verwendbaren Verbindungen erreicht man, dass frisch zubereitete Szintillations-Zählproben vorgängig der Zählung viel kürzer oder überhaupt nicht im Dunkeln äqulibriert werden müssen, bis sich der Blindwert auf das Minimum stabilisiert hat. Dieser Vorteil geht eindeutig hervor, z.B. bei einem als sekundären Soluten 4,4'-Bis-(2", 5"-dimethylstyryl)-biphenyl enthaltenden Flüssig-Szintillator, welcher ohne Zusatz erfindungsgemäss verwendbarer Verbindungen bereits bei einer mässigen Lichteinwirkung vorübergehend erhöhte Blindwerte angibt. Die Wirksamkeit der erfindungsgemäss verwendbaren Verbindungen wird deutlich, wenn man die Szintillations-Zählproben durch Bestrahlung mit einer zustäzlichen UV-Lichtquelle extremen Bedingungen aussetzt.

  Trotz solchen extremen Bedingungen ist der Blindwert 15 Minuten nach der Belichtung um mindestens einen Faktor 10 kleiner als derjenige einer Kontrollprobe ohne erfindungsgemäss verwendbare Verbindung.



   Die erfindungsgemässen Mittel enthalten den stabilisierenden Zusatz in Mengen bis zu 100 Gewichtsprozent, besonders von 0,005 bis 100 Gewichtsprozent und vorzugsweise von 0,05 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Szintillator-Aktivsub



   PATENTANSPRÜCHE
1. Mittel zur Szintillationszählung, enthaltend eine stabilisierende organische Verbindung des zweiwertigen Schwefels.



   2. Mittel gemäss Anspruch 1, enthaltend die stabilisierende Verbindung in Mengen von 0,005 bis 100 Gewichtsprozent, bezogen auf die Szintillator-Aktivsubstanz.



   3. Mittel gemäss Anspruch 2, enthaltend als stabilisierende Verbindung ein Mercaptan, dessen Dissoziationskonstante grösser ist als jene des Phenols.



   4. Mittel gemäss Anspruch 2, enthaltend als stabilisierende Verbindung ein Sulfid der Formel    RI-S-RI    worin   Rt    und R2 unabhängig voneinander einen aliphatischen Rest mit 1 bis 8 C-Atomen oder   Rt    und   R    zusammen mit dem Schwefelatom auch einen 5- oder 6gliedrigen Ring bedeuten.



   5. Mittel gemäss Anspruch 3, enthaltend als stabilisierende Verbindung ein 2-Mercaptoazol.



   6. Mittel gemäss Anspruch 5, worin als 2-Mercaptoazol das 2-Mercaptobenzimidazol verwendet wird.



   7. Mittel gemäss Anspurch 5, worin als 2-Mercaptoazol das I-Methyl-2-mercapto-imidazol verwendet wird.



   8. Mittel gemäss Anspruch 5, worin als 2-Mercaptoazol das 2-Mercaptobenzthiazol verwendet wird.



   9. Verwendung des Mittels gemäss Anspruch 1 zur Herstellung einer flüssigen Zählprobe für die Flüssigkeit-Szintillations-Zählung.



   Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel zur Szintillationszählung, enthaltend eine stabilisierende organische   Verein    dung des zweiwertigen Schwefels sowie die Verwendung dieser Mittel zur Flüssigkeits-Szintillationszählung.



   Es ist dem Fachmann geläufig, dass Szintillator-Zählproben vor der Zählung für einige Zeit im Dunkeln aufbewahrt (äqulibriert) werden müssen, da sie dazu neigen, durch Lichteinwirkung vorübergehend einen oft beträchtlich erhöhten Zählwert (cpm = counts per minute) zu ergeben. Dies führt zu fehlerhaften Messwerten, die um so störender sind, als sie nur beim Blindwert ohne Tracer deutlich zu Tage treten. Es steht nicht mit Sicherheit fest, ob es sich dabei um Phosphoreszenz, Chemolumineszenz oder andere Phänomene handelt. Da es sich aber um einen offenbar langsam ablaufenden Vorgang handelt, ergibt sich eine unerwünschte Verzögerung zwischen der Zubereitung der Zählprobe und deren störungsfreier Messung.



   Zur Beseitigung dieses Nachteils war es bis jetzt notwendig, die Szintillator-Zubereitung rechtzeitig vorzubereiten und sie bei konstanter, möglichst tiefer Temperatur (0 bis + 4   "C),    unter Lichtausschluss aufzubewahren. Diese  Adaptationszeit  variierte innerhalb breiten Grenzen, d.h. zwischen mindestens 30 Minuten und 24 Stunden.

 

   Gemäss der Offenbarung in der Deutschen Offenlegungsschrift 20 22 390 kann die dort postulierte Chemolumineszenz auf einen annehmbaren Blindwert, d.h. auf einen Blindwert zwischen 48 und 120 Impulse/Minute (cpm = counts per minute) herabgesetzt werden, wenn man die Szintillator Zubereitung mit bestimmten basischen Verbindungen behandelt, doch ist die Wirkung nur von sehr beschränkter Dauer.



   Es wurde nun gefunden, dass man die Lichtempfindlichkeit in vorteilhafter Weise herabsetzen kann, wenn man den Szintillator-Zubereitungen stabilisierende organische Verbindungen des zweiwertigen Schwefels zugibt. Diese Zusätze ermöglichen eine lange Adaptationszeit zu vermeiden und eine mögliche Fehlerquelle bei der Messung auszuschalten.  



  stanz. In zählfertigenLösungen werden, bezogen auf diese



  Lösungen, 0,00005 bis 1 Gewichtsprozent. vorzugsweise 0,0005 bis 0,1 Gewichtsprozent an stabilisierendem Zusatz verwendet.



   Das Überraschende an der Verwendung dieser Stabilisatoren ist, dass die zu erwartende Löschung (chemical quenching) auf ein tragbares Mass beschränkt bleibt.



   Als Szintillator-Substanzen für die erfindungsgemässen Mittel kommen sowohl primäre Solute als auch Gemische von primären mit sekundären Soluten in Betracht, wie z.B. die aus Nucleonics 13, Nr. 12, December 1955, Seiten 40 und 44, die aus Journal Chem. Physic 50, Nr. 11, June 1969, Seite 4962 und die aus der Deutschen Offenlegungsschrift 2022309 bekannt gewordenen Verbindungen. Als Szintillator-Substanzen können auch das 4,4'-Bis-(2,5-dimethylstyryl)-biphenyl und das   4,4'-Bis-(2,4,5-trimethylstyryl)-biphenyl    verwendet werden, die aus der US-Patentschrift 3984399 bekannt sind.



   Die erfindungsgemässen Mittel sind entweder bereits gebrauchsfertige Flüssig-Szintillatoren oder Solut-Konzentrate, die zur Herstellung von flüssigen Szintillator-Zubereitungen für die Flüssigkeits-Szintillations-Zählung verwendet werden können.



   Geeignete Lösungsmittel für die Flüssigkeits-Szintillations Zählung sind vor allem aromatische, bei Raumtemperatur flüssige Kohlenwasserstoffe bzw. -gemische, wie z.B. Benzol, Toluol, Xylole, Äthylbenzol, 1,3,5-Triäthylbenzol, Cumol, Cymole, Phenylcyclohexan, ferner Äther wie Anisol, Dioxan, 1,2-Dimethoxyäthan, nichtaromatische Kohlenwasserstoffe wie Cyclohexan, Heptan usw., oder schliesslich Lösungsmittelgemische wie Toluol/Methanol und gegebenenfalls Wasser, Toluol/Äthanol, Naphthalin/Dioxan, Napththalin/Toluol und gegebenenfalls Wasser, Naphthalin/Dioxan, Wasser Methylcellosolve/Naphthalin/Toluol und gegebenenfalls Wasser, Naphthalin/Tributylphosphat, andere handelsübliche für diese Zwecke empfohlene aromatische Kohlenwasserstoffmischungen oder Gemische von aromatischen Kohlenwasserstoffen, z.B. die vorstehend genannten, mit Tensiden wie z.B.



  äthoxylierte Alkylphenole, äthoxylierte Fettalkohole, Polyoxy äthylenalkylphenylsulfate, Polycarbonsäureestersulfonate, Alkylsulfonate, Alkylsulfate, Alkylnaphthalinsulfonate, Alkylarylpolyglykoläther, sulfatierte Äthylenoxidaddukte und Fettsäuresulfate.



   Die Konzentration der Szintillator-Substanzen in erfindungsgemässen Zubereitungen kann prinzipiell innerhalb breiter Grenzen variieren und bestimmt oder begrenzt sich aus praktischen Bedürfnissen heraus. Sie muss z.B. in der unteren Grenze so bemessen sein, dass eine angemessene Übermittlung an das Szintillations-Aufnahmesystem (Photomultiplier) gewährleistet ist, während sich die obere Grenze durch bemerkbar werdende Absorption der Eigenemission ( selfquenching ) setzt. Obwohl also zum Beispiel für die Herstellung von Stammlösungen (die also zum Gebrauch entsprechend verdünnt werden) Konzentrationen von   100/u    und höher ohne weiteres möglich sind, liegen die praktisch interessanten Arbeitskonzentrationen zwischen ungefähr 0,01 und 5%, besonders 0,1 und 3% und vorzugsweise 0,4 bis 2% (immer Gewichtsprozente bezogen auf Gesamtgewicht der Lösung).



   Bevorzugte Lösungsmittelsysteme stellen neben Toluol und den Xylolen die Systeme Toluol/Methanol   (1:1) mit    Zusatz von etwa   2%      0   Wasser, Methylcellosolve/Toluol/Napththalin (40:60:8) mit bis zu   4%    Wasser, Dioxan/Toluol/Napththalin (40:60:8) mit bis zu   10%    Wasser oder Toluol/Methanol/ Äthanolamin (50:44:6) oder die entsprechenden Gemische mit den Xylolen dar. Die Anordnung des Lösungsmittelsystems richtet sich dabei vor allem nach der Natur des zu messenden Substrates bzw. des zu messenden Isotopes, wobei für letztere beispielsweise als am häufigsten in Betracht kommende Vertreter C14, H3,   S35, p32      Fels9      Fe50,    1125 und   1'31    genannt seien.



   Die nachfolgende Beispiele veranschaulichen die Erfindung ohne sie einzuschränken. Prozente sind Gewichtsprozente.



  Beispiel 1
Einer gebrauchsfertigen Szintillatorlösung, die gelöst in 100 ml Toluol, als primären Soluten 800 mg 2-(4'-tert.-Butyl   phenyl)-5-biphenylyl-1,3,4-oxdiazol    (Butyl-PBD) und als sekundären Soluten 180 mg 4,4'-Bis-(2",5"-dimethylstyryl) -biphenyl enthält, werden als Stabilisator 100 mg 2-Mercapto   benzthiazol zugesetzt.   



   20 ml dieser Lösung werden während 15 Minuten einer UV-Lampe (366 mu) ausgesetzt. Die sofort anschliessend vorgenommene Messung der Impulse pro Minute zeigt im Vergleich zu einer Probe ohne Stabilisator einen etwa 104 Mal kleineren Blindwert.



   Nach 22minutiger Äquilibrierung im Dunkeln bei 3   "C    weist die nicht-stabilisierte Probe immer noch einen etwa   103    Mal höheren Wert auf als die stabilisierte Probe.



   Zu Resultaten gleicher Grössenordnung gelangt man, wenn anstelle des 2-Mercaptobenzthiazols, 3,3-Thiodipropionsäure, 2-Mercapto-l-methylimidazol oder 2-Mercaptobenzimidazol verwendet wird.

 

  Beispiel 2
Verfährt man wie in Beispiel 1 beschrieben, verwendet jedoch als sekundären Soluten   1,4-Bis-(2"-methylstyryl)    -benzol, so kommt man zu ähnlich guten Ergebnissen.



  Beispiel 3
Wenn man zur Herstellung der Szintillatorlösung von Beispiel 1 anstelle von Toluol ein Gemisch von Toluol und einem Tensid, wie z.B. äthoxyliertes Isooctylphenol (etwa 1:1) verwendet, so gelangt man zu einer ebenfalls hervorragenden Stabilisierung.



  Beispiel 4
Verfährt man wie in Beispiel 1 beschrieben, verwendet jedoch als stabilisierende Verbindung Thiodiäthylenglycol, Dibutylsulfid, 1,3-Dithian, Pyridinthion, Thiophenol, 2 Mercaptobenzoxazol, 2-Mercaptothiazolin oder Tetrahydrothiophen anstelle des 2-Mercaptobenzthiazols, dann erzielt man Blindwerte, die um 102 bis 103 Mal kleiner sind als jene nicht-stabilisierter Proben. 



  
 

** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   The scintillation counting agents according to the invention are characterized in that they contain at least one such stabilizing compound.



   As such stabilizing compounds, reducing compounds of dihydric sulfur and mixtures thereof can be considered.



   Preferred are mercaptans, the dissociation constant of which is greater than that of the phenol, and sulfides which correspond to the formula (1) Ri - S - -S-, in which R and R2 independently of one another are an aliphatic radical with preferably 1 to 8, in particular 1 to 4 -C atoms or Rt and R2 together with the sulfur atom also mean a 5- or 6-membered ring.



   Aliphatic is understood to mean acyclic, straight-chain or branched, saturated or unsaturated, unsubstituted or substituted by non-chromophoric and non-ionogenic groups, preferably having 1 to 8, in particular 1 to 4, carbon atoms. Particularly suitable non-chromophoric and non-ionogenic groups are: hydroxyl, ammonium, mercapto and carboxy groups and the phenyl radical. Preferred aliphatic radicals are straight-chain groups with 1 to 4 carbon atoms. Aliphatic radicals Rt and R2 can also contain other heteroatoms, e.g. Oxygen or sulfur atoms. Heterocyclic rings which are formed by Rt and R2 together with the sulfur atom are preferably saturated rings which can contain further heteroatoms.

  Mercaptans are preferably aromatic and heterocyclic mercaptans, e.g. Compounds are to be understood which, in addition to the mercapto group, can also have other substituents on the aromatic or heterocyclic ring, such as alkyl radicals having 1 to 4 carbon atoms, amino groups, hydrazino groups, hydroxyl groups or a further mercapto group.



   Examples of such mercaptans and sulfides are: I-methyl-2-mercapto-imidazole, 2-mercapto-benzimidazole, 4-mercapto-pyridine, 2-mercapto-pyridine, 2-mercapto-4,6-dimethyl-pyrimidine, 2-mercapto -4-hydroxypyrimidine, pyridinthione-1-oxide, 2-mercapto-benzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, thiophenol, 2-mercapto-A-4-thiazoline, 2.5 dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 3-mercapto- 4-amino-5-hydrazi no-4,1,2-triazole, thioanisole, dibutyl sulfide, 3,3-thiodipropionic acid, thiodiethylene glycol, 1,3-dithiane, diammonium sulfide, 3,3-thiodiproprionitrile, 2-mercaptoethyl sulfide and tetrahydrothiophene.



   With the compounds which can be used according to the invention, it is achieved that freshly prepared scintillation counting samples have to be calibrated much shorter before the counting or not at all in the dark until the blank value has stabilized to the minimum. This advantage is clear, e.g. in the case of a liquid scintillator containing 4,4'-bis (2 ", 5" -dimethylstyryl) -biphenyl as secondary solutes, which, without the addition of compounds which can be used according to the invention, indicates temporarily increased blank values even under moderate exposure to light. The effectiveness of the compounds which can be used according to the invention becomes clear when the scintillation counting samples are exposed to extreme conditions by irradiation with an additional UV light source.

  Despite such extreme conditions, the blank value 15 minutes after exposure is at least a factor 10 smaller than that of a control sample without a compound that can be used according to the invention.



   The agents according to the invention contain the stabilizing additive in amounts of up to 100 percent by weight, particularly from 0.005 to 100 percent by weight and preferably from 0.05 to 10 percent by weight, based on the scintillator active substance



   PATENT CLAIMS
1. Means for scintillation counting, containing a stabilizing organic compound of the divalent sulfur.



   2. Composition according to claim 1, containing the stabilizing compound in amounts of 0.005 to 100 percent by weight, based on the scintillator active substance.



   3. Composition according to claim 2, containing a mercaptan as the stabilizing compound, the dissociation constant of which is greater than that of the phenol.



   4. Composition according to claim 2, containing as a stabilizing compound a sulfide of the formula RI-S-RI wherein Rt and R2 independently of one another an aliphatic radical having 1 to 8 carbon atoms or Rt and R together with the sulfur atom also a 5- or 6-membered Ring mean.



   5. Composition according to claim 3, containing a 2-mercaptoazole as stabilizing compound.



   6. Composition according to claim 5, wherein the 2-mercaptobenzimidazole is used as 2-mercaptoazole.



   7. Agent according to Claim 5, in which I-methyl-2-mercapto-imidazole is used as 2-mercaptoazole.



   8. A composition according to claim 5, wherein the 2-mercaptobenzothiazole is used as 2-mercaptoazole.



   9. Use of the agent according to claim 1 for the production of a liquid counting sample for liquid scintillation counting.



   The present invention relates to means for scintillation counting, containing a stabilizing organic association of divalent sulfur and the use of these means for liquid scintillation counting.



   It is known to the person skilled in the art that scintillator counts have to be kept in the dark (equilibrated) for some time before counting, since they tend to give an often considerably increased count value (cpm = counts per minute) due to exposure to light. This leads to erroneous measured values, which are all the more annoying since they only become apparent with the blank value without a tracer. It is not certain whether it is phosphorescence, chemiluminescence or other phenomena. However, since the process is obviously slow, there is an undesirable delay between the preparation of the counting sample and its trouble-free measurement.



   To eliminate this disadvantage, it has so far been necessary to prepare the scintillator preparation in good time and to keep it at a constant, as low as possible temperature (0 to + 4 "C.) with the exclusion of light. This adaptation time varied within wide limits, ie between at least 30 minutes and 24 hours.

 

   According to the disclosure in German Offenlegungsschrift 20 22 390, the chemiluminescence postulated there can be reduced to an acceptable blank value, i.e. can be reduced to a blank value between 48 and 120 pulses / minute (cpm = counts per minute) if the scintillator preparation is treated with certain basic compounds, but the effect is only of very limited duration.



   It has now been found that photosensitivity can be reduced in an advantageous manner by adding stabilizing organic compounds of the divalent sulfur to the scintillator preparations. These additions enable a long adaptation time to be avoided and a possible source of errors to be eliminated during the measurement.



  punch. Ready-to-count solutions are based on these



  Solutions, 0.00005 to 1 percent by weight. preferably 0.0005 to 0.1 weight percent of stabilizing additive used.



   The surprising thing about the use of these stabilizers is that the expected quenching (chemical quenching) remains limited to an acceptable level.



   Possible scintillator substances for the agents according to the invention are both primary solutes and mixtures of primary and secondary solutes, such as e.g. those from Nucleonics 13, No. 12, December 1955, pages 40 and 44, those from Journal Chem. Physic 50, No. 11, June 1969, page 4962 and the compounds known from German Offenlegungsschrift 2022309. 4,4'-bis (2,5-dimethylstyryl) biphenyl and 4,4'-bis (2,4,5-trimethylstyryl) biphenyl, which are known from US Pat - Patent 3984399 are known.



   The agents according to the invention are either ready-to-use liquid scintillators or solute concentrates which can be used for the production of liquid scintillator preparations for liquid scintillation counting.



   Suitable solvents for liquid scintillation counting are above all aromatic hydrocarbons or mixtures which are liquid at room temperature, such as e.g. Benzene, toluene, xylenes, ethylbenzene, 1,3,5-triethylbenzene, cumene, cymene, phenylcyclohexane, further ethers such as anisole, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, non-aromatic hydrocarbons such as cyclohexane, heptane etc., or finally solvent mixtures such as toluene / Methanol and optionally water, toluene / ethanol, naphthalene / dioxane, naphthalene / toluene and optionally water, naphthalene / dioxane, water methyl cellosolve / naphthalene / toluene and optionally water, naphthalene / tributyl phosphate, other commercially available aromatic hydrocarbon mixtures or mixtures of aromatic compounds recommended for this purpose Hydrocarbons, e.g. the above, with surfactants such as e.g.



  ethoxylated alkylphenols, ethoxylated fatty alcohols, polyoxyethylene alkylphenyl sulfates, polycarboxylic acid ester sulfonates, alkyl sulfonates, alkyl sulfates, alkylnaphthalenesulfonates, alkylaryl polyglycol ethers, sulfated ethylene oxide adducts and fatty acid sulfates.



   The concentration of the scintillator substances in preparations according to the invention can in principle vary within wide limits and is determined or limited based on practical needs. For example, the lower limit should be such that an appropriate transmission to the scintillation recording system (photomultiplier) is ensured, while the upper limit is set by the noticeable absorption of self-emission (selfquenching). So, for example, although concentrations of 100 / u and higher are readily possible for the production of stock solutions (which are therefore diluted accordingly for use), the practically interesting working concentrations are between approximately 0.01 and 5%, particularly 0.1 and 3 % and preferably 0.4 to 2% (always percentages by weight based on the total weight of the solution).



   In addition to toluene and the xylenes, preferred solvent systems are the systems toluene / methanol (1: 1) with the addition of about 2% water, methyl cellosolve / toluene / naphthalene (40: 60: 8) with up to 4% water, dioxane / toluene / Napththalene (40: 60: 8) with up to 10% water or toluene / methanol / ethanolamine (50: 44: 6) or the corresponding mixtures with the xylenes. The arrangement of the solvent system depends primarily on the nature of the measuring substrate or the isotope to be measured, for the latter, for example, the most frequently considered representatives are C14, H3, S35, p32 Fels9 Fe50, 1125 and 1'31.



   The following examples illustrate the invention without restricting it. Percentages are percentages by weight.



  example 1
A ready-to-use scintillator solution, dissolved in 100 ml of toluene, 800 mg of 2- (4'-tert-butylphenyl) -5-biphenylyl-1,3,4-oxdiazole (butyl-PBD) as the primary solute and 180 as the secondary solute mg 4,4'-bis (2 ", 5" -dimethylstyryl) biphenyl, 100 mg of 2-mercapto benzothiazole are added as a stabilizer.



   20 ml of this solution are exposed to a UV lamp (366 mu) for 15 minutes. The immediately following measurement of the impulses per minute shows an approximately 104 times smaller blank value compared to a sample without stabilizer.



   After 22 minutes equilibration in the dark at 3 "C, the non-stabilized sample is still about 103 times higher than the stabilized sample.



   Results of the same order of magnitude are obtained if, instead of 2-mercaptobenzothiazole, 3,3-thiodipropionic acid, 2-mercapto-l-methylimidazole or 2-mercaptobenzimidazole is used.

 

  Example 2
If the procedure is as described in Example 1, but 1,4-bis (2 "-methylstyryl) benzene is used as the secondary solute, similarly good results are obtained.



  Example 3
If, instead of toluene, a mixture of toluene and a surfactant, such as e.g. ethoxylated isooctylphenol (about 1: 1) is used, this also leads to excellent stabilization.



  Example 4
If the procedure is as described in Example 1, but using thiodiethylene glycol, dibutyl sulfide, 1,3-dithiane, pyridinthione, thiophenol, 2 mercaptobenzoxazole, 2-mercaptothiazoline or tetrahydrothiophene instead of the 2-mercaptobenzothiazole as stabilizing compound, then blank values are obtained which are around 102 to Are 103 times smaller than those of non-stabilized samples.


    

Claims (9)

Die erfindungsgemässen Mittel zur Szintillationszählung sind dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine solche stabilisierende Verbindung enthalten.  The scintillation counting agents according to the invention are characterized in that they contain at least one such stabilizing compound. Als solche stabilisierende Verbindungen kommen reduzierend wirkende Verbindungen des zweiwertigen Schwefels sowie deren Mischungen in Betracht.  As such stabilizing compounds, reducing compounds of dihydric sulfur and mixtures thereof can be considered. Bevorzugt sind dabei Mercaptane, deren Dissoziationskonstante grösser ist als diejenigen des Phenols sowie Sulfide, die der Formel (1) Ri - S - -S- entsprechen, worin R und R2 unabhängig voneinander einen aliphatischen Rest mit vorzugsweise 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4-C-Atomen oder Rt und R2 zusammen mit dem Schwefelatom auch einen 5- oder 6gliedrigen Ring bedeuten.  Preferred are mercaptans, the dissociation constant of which is greater than that of the phenol, and sulfides which correspond to the formula (1) Ri - S - -S-, in which R and R2 independently of one another are preferably an aliphatic radical with 1 to 8, in particular 1 to 4 -C atoms or Rt and R2 together with the sulfur atom also mean a 5- or 6-membered ring. Unter aliphatisch versteht man acyclische, geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, unsubstituierte oder durch nicht-chromophore und nicht-ionogene Gruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste mit vorzugsweise 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4 C-Atomen. Als nicht-chromophore und nicht-ionogene Gruppen kommen besonders in Betracht: Hydroxy-, Ammonium-, Mercapto- und Carboxygruppen sowie der Phenylrest. Bevorzugte aliphatische Reste sind geradkettige Gruppen mit 1 bis 4 C-Atomen. Aliphatische Reste Rt und R2 können auch andere Heteroatome enthalten, z.B. Sauerstoff- oder Schwefelatome. Heterocyclische Ringe, welche durch Rt und R2 zusammen mit dem Schwefelatom gebildet werden, sind vorzugsweise gesättigte Ringe, die weitere Heteroatome enthalten können.  Aliphatic is understood to mean acyclic, straight-chain or branched, saturated or unsaturated, unsubstituted or substituted by non-chromophoric and non-ionogenic groups, preferably having 1 to 8, in particular 1 to 4, carbon atoms. Particularly suitable non-chromophoric and non-ionogenic groups are: hydroxyl, ammonium, mercapto and carboxy groups and the phenyl radical. Preferred aliphatic radicals are straight-chain groups with 1 to 4 carbon atoms. Aliphatic radicals Rt and R2 can also contain other heteroatoms, e.g. Oxygen or sulfur atoms. Heterocyclic rings which are formed by Rt and R2 together with the sulfur atom are preferably saturated rings which can contain further heteroatoms. Mercaptane sind vorzugsweise aromatische und heterocyclische Mercaptane, worunter z.B. Verbindungen zu verstehen sind, welche neben der Mercaptogruppe auch andere Substituenten am aromatischen oder heterocyclischen Ring, wie Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen, Aminogruppen, Hydrazinogruppen, Hydroxygruppen oder eine weitere Mercaptogruppe aufweisen können. Mercaptans are preferably aromatic and heterocyclic mercaptans, e.g. Compounds are to be understood which, in addition to the mercapto group, may also have other substituents on the aromatic or heterocyclic ring, such as alkyl radicals having 1 to 4 carbon atoms, amino groups, hydrazino groups, hydroxyl groups or a further mercapto group. Als Beispiele solcher Mercaptane und Sulfide seien genannt: I-Methyl-2-mercapto-imidazol, 2-Mercapto-benzimidazol, 4-Mercapto-pyridin, 2-Mercaptopyridin, 2-Mercapto-4,6-dimethyl-pyrimidin, 2-Mercapto-4-hydroxypyrimidin, Pyridinthion- 1 -oxid, 2-Mercapto-benzthiazol, 2-Mercaptobenzoxazol, Thiophenol, 2-Mercapto- A-4-thiazolin, 2,5 Dimercapto-1,3,4-thiadiazol, 3-Mercapto-4-amino-5-hydrazi no-4,1,2-triazol, Thioanisol, Dibutylsulfid, 3,3-Thiodipropionsäure, Thiodiäthylenglycol, 1,3-Dithian, Diammoniumsulfid, 3,3-Thiodiproprionitril, 2-Mercaptoäthylsulfid und Tetrahydrothiophen.  Examples of such mercaptans and sulfides are: I-methyl-2-mercapto-imidazole, 2-mercapto-benzimidazole, 4-mercapto-pyridine, 2-mercapto-pyridine, 2-mercapto-4,6-dimethyl-pyrimidine, 2-mercapto -4-hydroxypyrimidine, pyridinthione-1-oxide, 2-mercapto-benzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, thiophenol, 2-mercapto-A-4-thiazoline, 2.5 dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 3-mercapto- 4-amino-5-hydrazi no-4,1,2-triazole, thioanisole, dibutyl sulfide, 3,3-thiodipropionic acid, thiodiethylene glycol, 1,3-dithiane, diammonium sulfide, 3,3-thiodiproprionitrile, 2-mercaptoethyl sulfide and tetrahydrothiophene. Mit den erfindungsgemäss verwendbaren Verbindungen erreicht man, dass frisch zubereitete Szintillations-Zählproben vorgängig der Zählung viel kürzer oder überhaupt nicht im Dunkeln äqulibriert werden müssen, bis sich der Blindwert auf das Minimum stabilisiert hat. Dieser Vorteil geht eindeutig hervor, z.B. bei einem als sekundären Soluten 4,4'-Bis-(2", 5"-dimethylstyryl)-biphenyl enthaltenden Flüssig-Szintillator, welcher ohne Zusatz erfindungsgemäss verwendbarer Verbindungen bereits bei einer mässigen Lichteinwirkung vorübergehend erhöhte Blindwerte angibt. Die Wirksamkeit der erfindungsgemäss verwendbaren Verbindungen wird deutlich, wenn man die Szintillations-Zählproben durch Bestrahlung mit einer zustäzlichen UV-Lichtquelle extremen Bedingungen aussetzt.  With the compounds which can be used according to the invention, it is achieved that freshly prepared scintillation counting samples have to be calibrated much shorter before the counting or not at all in the dark until the blank value has stabilized to the minimum. This advantage is clear, e.g. in the case of a liquid scintillator containing 4,4'-bis (2 ", 5" -dimethylstyryl) -biphenyl as secondary solutes, which, without the addition of compounds which can be used according to the invention, indicates temporarily increased blank values even under moderate exposure to light. The effectiveness of the compounds which can be used according to the invention becomes clear when the scintillation counting samples are exposed to extreme conditions by irradiation with an additional UV light source. Trotz solchen extremen Bedingungen ist der Blindwert 15 Minuten nach der Belichtung um mindestens einen Faktor 10 kleiner als derjenige einer Kontrollprobe ohne erfindungsgemäss verwendbare Verbindung. Despite such extreme conditions, the blank value 15 minutes after exposure is at least a factor 10 smaller than that of a control sample without a compound that can be used according to the invention. Die erfindungsgemässen Mittel enthalten den stabilisierenden Zusatz in Mengen bis zu 100 Gewichtsprozent, besonders von 0,005 bis 100 Gewichtsprozent und vorzugsweise von 0,05 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Szintillator-Aktivsub  The agents according to the invention contain the stabilizing additive in amounts of up to 100 percent by weight, particularly from 0.005 to 100 percent by weight and preferably from 0.05 to 10 percent by weight, based on the scintillator active substance PATENTANSPRÜCHE 1. Mittel zur Szintillationszählung, enthaltend eine stabilisierende organische Verbindung des zweiwertigen Schwefels.  PATENT CLAIMS 1. Means for scintillation counting, containing a stabilizing organic compound of the divalent sulfur. 2. Mittel gemäss Anspruch 1, enthaltend die stabilisierende Verbindung in Mengen von 0,005 bis 100 Gewichtsprozent, bezogen auf die Szintillator-Aktivsubstanz.  2. Composition according to claim 1, containing the stabilizing compound in amounts of 0.005 to 100 percent by weight, based on the scintillator active substance. 3. Mittel gemäss Anspruch 2, enthaltend als stabilisierende Verbindung ein Mercaptan, dessen Dissoziationskonstante grösser ist als jene des Phenols.  3. Composition according to claim 2, containing a mercaptan as the stabilizing compound, the dissociation constant of which is greater than that of the phenol. 4. Mittel gemäss Anspruch 2, enthaltend als stabilisierende Verbindung ein Sulfid der Formel RI-S-RI worin Rt und R2 unabhängig voneinander einen aliphatischen Rest mit 1 bis 8 C-Atomen oder Rt und R zusammen mit dem Schwefelatom auch einen 5- oder 6gliedrigen Ring bedeuten.  4. Composition according to claim 2, containing as a stabilizing compound a sulfide of the formula RI-S-RI wherein Rt and R2 independently of one another are an aliphatic radical having 1 to 8 carbon atoms or Rt and R together with the sulfur atom also a 5- or 6-membered group Ring mean. 5. Mittel gemäss Anspruch 3, enthaltend als stabilisierende Verbindung ein 2-Mercaptoazol.  5. Composition according to claim 3, containing a 2-mercaptoazole as stabilizing compound. 6. Mittel gemäss Anspruch 5, worin als 2-Mercaptoazol das 2-Mercaptobenzimidazol verwendet wird.  6. Composition according to claim 5, wherein the 2-mercaptobenzimidazole is used as 2-mercaptoazole. 7. Mittel gemäss Anspurch 5, worin als 2-Mercaptoazol das I-Methyl-2-mercapto-imidazol verwendet wird.  7. Agent according to Claim 5, in which I-methyl-2-mercapto-imidazole is used as 2-mercaptoazole. 8. Mittel gemäss Anspruch 5, worin als 2-Mercaptoazol das 2-Mercaptobenzthiazol verwendet wird.  8. A composition according to claim 5, wherein the 2-mercaptobenzothiazole is used as 2-mercaptoazole. 9. Verwendung des Mittels gemäss Anspruch 1 zur Herstellung einer flüssigen Zählprobe für die Flüssigkeit-Szintillations-Zählung.  9. Use of the agent according to claim 1 for the production of a liquid counting sample for liquid scintillation counting. Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel zur Szintillationszählung, enthaltend eine stabilisierende organische Verein dung des zweiwertigen Schwefels sowie die Verwendung dieser Mittel zur Flüssigkeits-Szintillationszählung.  The present invention relates to means for scintillation counting, containing a stabilizing organic association of divalent sulfur and the use of these means for liquid scintillation counting. Es ist dem Fachmann geläufig, dass Szintillator-Zählproben vor der Zählung für einige Zeit im Dunkeln aufbewahrt (äqulibriert) werden müssen, da sie dazu neigen, durch Lichteinwirkung vorübergehend einen oft beträchtlich erhöhten Zählwert (cpm = counts per minute) zu ergeben. Dies führt zu fehlerhaften Messwerten, die um so störender sind, als sie nur beim Blindwert ohne Tracer deutlich zu Tage treten. Es steht nicht mit Sicherheit fest, ob es sich dabei um Phosphoreszenz, Chemolumineszenz oder andere Phänomene handelt. Da es sich aber um einen offenbar langsam ablaufenden Vorgang handelt, ergibt sich eine unerwünschte Verzögerung zwischen der Zubereitung der Zählprobe und deren störungsfreier Messung.  It is known to the person skilled in the art that scintillator counts have to be kept in the dark (equilibrated) for some time before counting, since they tend to give an often considerably increased count value (cpm = counts per minute) due to exposure to light. This leads to erroneous measurement values, which are all the more annoying since they only become apparent with the blank value without tracer. It is not certain whether it is phosphorescence, chemiluminescence or other phenomena. However, since the process is obviously slow, there is an undesirable delay between the preparation of the counting sample and its trouble-free measurement. Zur Beseitigung dieses Nachteils war es bis jetzt notwendig, die Szintillator-Zubereitung rechtzeitig vorzubereiten und sie bei konstanter, möglichst tiefer Temperatur (0 bis + 4 "C), unter Lichtausschluss aufzubewahren. Diese Adaptationszeit variierte innerhalb breiten Grenzen, d.h. zwischen mindestens 30 Minuten und 24 Stunden.  To eliminate this disadvantage, it has so far been necessary to prepare the scintillator preparation in good time and to keep it at a constant, as low as possible temperature (0 to + 4 "C.) with the exclusion of light. This adaptation time varied within wide limits, ie between at least 30 minutes and 24 hours.   Gemäss der Offenbarung in der Deutschen Offenlegungsschrift 20 22 390 kann die dort postulierte Chemolumineszenz auf einen annehmbaren Blindwert, d.h. auf einen Blindwert zwischen 48 und 120 Impulse/Minute (cpm = counts per minute) herabgesetzt werden, wenn man die Szintillator Zubereitung mit bestimmten basischen Verbindungen behandelt, doch ist die Wirkung nur von sehr beschränkter Dauer.  According to the disclosure in German Offenlegungsschrift 20 22 390, the chemiluminescence postulated there can be reduced to an acceptable blank value, i.e. can be reduced to a blank value between 48 and 120 pulses / minute (cpm = counts per minute) if the scintillator preparation is treated with certain basic compounds, but the effect is only of very limited duration. Es wurde nun gefunden, dass man die Lichtempfindlichkeit in vorteilhafter Weise herabsetzen kann, wenn man den Szintillator-Zubereitungen stabilisierende organische Verbindungen des zweiwertigen Schwefels zugibt. Diese Zusätze ermöglichen eine lange Adaptationszeit zu vermeiden und eine mögliche Fehlerquelle bei der Messung auszuschalten. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.  It has now been found that photosensitivity can be reduced in an advantageous manner by adding stabilizing organic compounds of the divalent sulfur to the scintillator preparations. These additions enable a long adaptation time to be avoided and a possible source of errors to be eliminated during the measurement. ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
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