CN111373286B - 用于使用电子测试源模拟闪烁事件的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
为了区别不同的放射性衰变事件(阿尔法、贝塔和伽马发射)并且为了区分背景信号与源自样本的真实放射性衰变事件,液体闪烁计数器必须经适当地校准和/或测试。
然而,液体闪烁计数器的校准和/或测试是复杂的且有时危险的过程,通常需要危险的放射性测试材料和/或易失性化学物质的使用。对此类危险的和/或易失性材料的使用的需要不仅限制了液体闪烁计数器可以经校准的简易性而且还限制了液体闪烁计数器可以经校准的效果。
因此,需要用于校准和/或测试液体闪烁计数器的改进的系统和方法。提供用于校准和/或测试液体闪烁计数器而不需要使用放射性校准材料和/或易失性化学物质的系统和方法是尤其重要的。
发明内容
本文中呈现的是提供用于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,所述系统提供改进的校准结果而不需要放射性校准材料或例如溶剂或漂白剂的化学物质。
在某些实施例中,本文中所描述的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,贝塔发射器;例如,阿尔法发射器;例如,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电子测试源的模拟背景光(例如,发光和余脉冲)的发射。模拟放射性事件测试脉冲且任选地模拟背景光可用于液体闪烁计数器的校准和/或测试,代替危险的放射性材料和/或易失性化学物质。
具体地说,如本文中所描述,电子测试源可以可编程方式使用以产生模拟通过真实放射性元素的放射性衰变产生的那些的各种不同的模拟放射性事件测试脉冲。这些模拟放射性事件测试脉冲可在各种能量下产生并且呈光脉冲的序列的形式,所述序列以可编程速率发射作为固定和/或伪随机序列。以此方式,本文中所描述的电子测试源可用于校准和/或测试用于区分源自不同的种类的放射性发射器的光脉冲的液体闪烁计数器的广泛范围的特征(例如,电子设备和/或相关联的软件)。此外,电子测试源也可以用于模拟背景光,例如发光和/或余脉冲。模拟背景光可结合模拟放射性事件测试脉冲产生并且用于校准和/或测试用于区分源自样本中的放射性发射器的光脉冲与对应于非期望的背景信号的光的液体闪烁计数器的特征(例如,电子设备和/或相关联的软件)。
如本文中所描述,在某些实施例中,电子测试源以可编程方式发射模拟放射性事件测试脉冲和/或模拟背景光的能力是经由通过专门设计的电路系统与可编程控制器模块组合驱动的一或多个发光二极管(LED)实现的。因此,通过电子测试源产生的模拟放射性事件测试脉冲和/或模拟背景光的特定类型和特性可以基于它们的特定校准和/或测试需要通过用户以灵活方式设置和调节。另外,在某些实施例中,电子测试源被实施为可以放置到用于液体闪烁计数器中的标准闪烁瓶中的单个电池供电的小组件。
本文中所描述的电子测试源可用于产生模拟通过例如贝塔事件、阿尔法事件和伽玛事件的放射性事件产生的光脉冲的模拟放射性事件测试脉冲。举例来说,电子测试源可产生具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形的贝塔测试脉冲,由此模拟通过贝塔事件产生的光脉冲。类似地,电子测试源可产生相应地模拟通过阿尔法事件和伽玛事件产生的光脉冲的阿尔法测试脉冲和伽玛测试脉冲。在某些实施例中,电子测试源包括控制应用于第一发光二极管(LED)的电子脉冲信号(例如,电压;例如,电流)的可编程控制器模块和多个可选电路路径,所述LED在本文中被称作“脉冲LED”。用户可由此对电子测试源进行编程以连续地或以特定序列产生各种组合不同的模拟放射性事件测试脉冲(例如,贝塔测试脉冲和阿尔法测试脉冲;例如,贝塔测试脉冲和伽玛测试脉冲;例如,阿尔法测试脉冲和伽玛测试脉冲;例如,贝塔测试脉冲和余脉冲测试脉冲)。
在某些实施例中,以此方式,电子测试源可用于校准液体闪烁计数器的电子设备和/或相关联的软件以用于区分源自不同的种类的放射性事件(例如,贝塔事件;例如,阿尔法事件;例如,伽玛事件)的光脉冲。具体地说,本文中所描述的是使用一或多个鉴别器以区分源自不同的种类的放射性事件的光脉冲的液体闪烁计数器。在某些实施例中,鉴别器经由电子电路系统在硬件中实施为鉴别器电路。在某些实施例中,鉴别器经由软件例程实施和/或作为硬件和软件的组合。为了有效地区分各种种类的放射性事件光脉冲,鉴别器电路和/或软件例程首先经校准。可以通过本文中所描述的电子测试源产生的各种类型的模拟放射性事件测试脉冲可用于鉴别器的校准。
举例来说,贝塔测试脉冲、阿尔法测试脉冲和伽玛测试脉冲的适当的组合可用于校准贝塔/伽玛鉴别器电路(例如,用于区分通过贝塔和伽玛事件产生的光脉冲)和阿尔法/伽玛鉴别器电路(例如,用于区分通过阿尔法和伽玛事件产生的光脉冲)。测试脉冲的组合还可用于校准被实施为区分通过贝塔、阿尔法和/或伽玛事件产生的光脉冲的软件例程(例如,以调节软件例程中的一或多个参数)的鉴别器。在2016年10月28日递交的第15/337,885号美国专利申请中描述了对源自不同的放射性事件的不同的检测到的光脉冲进行分类的实例方式,所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
因此,本文中所描述的电子测试源可用于校准电子设备和/或软件例程以用于鉴别代替放射性材料通过不同类型的放射性事件产生的光脉冲。此方式对于所述领域中的液体闪烁计数器的校准是尤其相关的,因为它消除了对昂贵的、潜在地危险的且很大程度上受到限制的(例如,阿尔法源需要特殊执照来运送)运输放射性材料的需要。
在某些实施例中,本文中所描述的电子测试源的特征在于调节模拟放射性事件测试脉冲的强度的能力。调节模拟放射性事件测试脉冲的强度允许通过不同的能量事件(例如,从0keV到2000keV)产生的光脉冲被模拟(例如,放射性事件的能量影响通过闪烁剂产生的所得光脉冲的强度)。可以产生不同的强度的多个模拟放射性事件测试脉冲以模拟通过例如碳14(14C)的特定类型的放射性元素产生的频谱。不同的强度的模拟放射性事件测试脉冲和模拟频谱可用于验证液体闪烁计数器的动态范围和/或执行高电压校准。
本文中所描述的电子测试源还可用于(例如,经编程)产生模拟放射性事件测试脉冲的序列。放射性事件测试脉冲的序列可以固定速率(例如,高达每分钟2百万)产生或作为伪随机序列。模拟放射性事件测试脉冲的序列可用于测试液体闪烁计数器的计数速率线性和/或液体闪烁计数器的失效时间校正。
电子测试源还可使用来自脉冲LED的模拟放射性事件测试脉冲的序列来校准和/或测试时间分辨液体闪烁计数(TRLSC)电子设备和/或软件。在某些实施例中,TRLSC对初始、主要脉冲之后的余脉冲进行计数以确定主要脉冲是否是源自样本的放射性事件的结果,例如贝塔事件,或外部伽玛事件的结果,例如宇宙射线。通过在来自脉冲LED的主要模拟放射性事件测试脉冲之后不久从脉冲LED产生测试脉冲的快速序列,电子测试源可以模拟由样本放射性事件和/或外部伽玛事件引起的初始脉冲连同它们的相关联的余脉冲一起。这些模拟主要脉冲和余脉冲可以被检测到并且用于校准和/或测试TRLSC电子设备和/或软件。用于TRLSC的方法描述于例如1987年3月17日颁发的第4,651,006号美国专利中,所述专利的全部内容以引用的方式并入本文中。
在某些实施例中,除了模拟放射性事件测试脉冲之外,本文中所描述的电子测试源还实现模拟背景光的产生(例如,对应于背景发光)。模拟背景光可经由第二LED产生,所述第二LED在本文中被称作“照明LED”。电子照明信号(例如,电压;例如,电流)可被应用于照明LED以引起模拟背景光的发射包括足够小的数目的光子以便模拟对应于背景发光的单光子事件。举例来说,可编程源控制器模块(例如,微控制器)可调节从照明LED发射的模拟背景光的强度,例如,通过调节跨越照明LED应用的固定信号(例如,直流电压,例如,恒定电流)或调节应用于照明LED的脉冲宽度调制信号(例如,电压或电流)。
在某些实施例中,模拟背景光可用于校准和/或测试例如液体闪烁计数器的发光校正设施(例如,软件,例如,电路)。举例来说,电子测试源可产生来自脉冲LED的模拟放射性事件测试脉冲与来自照明LED的背景光组合以模拟背景发光和/或余脉冲。此方式可用于校准和/或测试电子设备和/或软件以用于拒绝背景发光同时俘获对应于放射性衰变事件的所期望的脉冲。
因此,本文中所描述的系统和方法实现经由代替放射性校准材料和易失性化学物质的电子测试源对液体闪烁计数器的灵活的校准和/或测试。以此方式,本文中所描述的系统和方法显著地促进液体闪烁计数器的校准和/或测试。
在一个方面中,本发明涉及一种用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,所述方法包括:(a)从电子测试源的脉冲发光二极管(LED)产生多个模拟放射性事件测试脉冲(例如,相同种类的或不同种类的),其中每个模拟放射性事件测试脉冲属于选自由以下各者组成的群组的种类:(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,贝塔测试脉冲具有模拟通过由于贝塔发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射(例如,发光)产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,贝塔测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和近似地20到60ns(例如,近似地40ns)的脉冲尾部长度}];(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,阿尔法测试脉冲具有模拟通过由于阿尔法发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,阿尔法测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和大于或近似地等于60ns(例如,近似地60到100ns;例如,近似地80ns)的脉冲尾部长度}];以及(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自固体闪烁剂(例如,铋生发氧化物(BGO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,伽玛测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地90ns或更长出现的脉冲峰值和近似地150ns或更长的脉冲尾部长度};例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自闪烁剂的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形],其中所述多个模拟放射性事件测试脉冲包括至少一个贝塔测试脉冲和至少一个阿尔法测试脉冲(例如,其中所述多个模拟放射性事件测试脉冲包括至少一个贝塔测试脉冲、至少一个阿尔法测试脉冲和至少一个伽玛测试脉冲);以及(b)通过液体闪烁计数器的一或多个检测器检测所述多个模拟放射性事件测试脉冲(例如,并且按种类识别所述检测到的多个模拟放射性事件测试脉冲中的每一个)。
在某些实施例中,所述方法包括基于通过液体闪烁计数器的至少一个阿尔法测试脉冲和至少一个贝塔测试脉冲的检测校准液体闪烁计数器的一或多个鉴别器(例如,阿尔法/贝塔鉴别器)。
在某些实施例中,所述多个模拟放射性事件测试脉冲包括至少一个伽玛测试脉冲[例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自固体闪烁剂(例如,铋生发氧化物(BGO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形],并且所述方法包括基于(i)至少一个阿尔法测试脉冲和/或至少一个贝塔测试脉冲的检测和(ii)至少一个伽玛测试脉冲的检测校准液体闪烁计数器的一或多个鉴别器。
在某些实施例中,电子测试源足够小以适配闪烁瓶(例如,100mL瓶,例如,50mL瓶,例如,30mL瓶,例如,20mL瓶,例如,7mL瓶)内部。
在另一方面中,本发明涉及一种用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,所述方法包括:(a)从电子测试源的脉冲LED产生多个模拟放射性事件测试脉冲(例如,相同种类的或不同种类的),其中每个模拟放射性事件测试脉冲属于选自由以下各者组成的群组的种类:(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,贝塔测试脉冲具有模拟通过由于贝塔发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射(例如,发光)产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,贝塔测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和近似地20到60ns(例如,近似地40ns)的脉冲尾部长度}];(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,阿尔法测试脉冲具有模拟通过由于阿尔法发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,阿尔法测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和大于或近似地等于60ns(例如,近似地60到100ns;例如,近似地80ns)的脉冲尾部长度}];以及(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自固体闪烁剂(例如,铋生发氧化物(BGO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,伽玛测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地90ns或更长出现的脉冲峰值和近似地150ns或更长的脉冲尾部长度);例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形],(b)调节[例如,使用可编程控制器模块(例如,微控制器)]如下的(i)和(ii)中的至少一个:(i)模拟放射性事件测试脉冲中的一或多个的强度[例如,以在不同的强度下产生模拟放射性事件测试脉冲,由此模拟由于具有不同的能量的放射性衰变事件通过闪烁剂产生的光脉冲(例如,以验证液体闪烁计数器的能量路径动态范围);例如,以产生模拟碳14频谱(例如,以执行液体闪烁计数器的高电压校准)];以及(ii)两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔[例如,以在固定速率下产生模拟放射性事件测试脉冲的序列(例如,以测试液体闪烁计数器的计数速率线性);例如,以产生模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列(例如,以测试液体闪烁计数器的失效时间校正)];以及(c)通过液体闪烁计数器的一或多个检测器检测所述多个模拟放射性事件测试脉冲[例如,并且比较检测到的信号的幅值与模拟放射性事件测试脉冲的强度;例如,并且比较检测到的数个脉冲(例如,在给定时间间隔中)与产生的数个脉冲(例如,在给定时间间隔内)]。
在某些实施例中,所述多个模拟放射性事件测试脉冲包括贝塔测试脉冲,步骤(b)包括调节贝塔测试脉冲中的一或多个的强度以产生模拟碳14(14C)频谱的强度的分布,由此产生模拟14C频谱,步骤(c)包括检测模拟14C频谱,并且所述方法包括基于检测到的模拟14C频谱校准和/或测试液体闪烁计数器的一或多个高电压设置。
在某些实施例中,步骤(b)包括调节模拟放射性事件测试脉冲中的一或多个的强度以产生具有不同的强度(例如,渐进地增大的强度;例如,跨越液体闪烁计数器的动态范围的不同的强度;例如,高达对应于2000keV事件的强度)的多个模拟放射性事件测试脉冲;以及步骤(c)包括检测具有不同的强度的多个模拟放射性事件测试脉冲,并且所述方法包括基于具有不同的强度的检测到的模拟放射性事件测试脉冲的强度校准和/或测试(例如,验证)液体闪烁计数器的能量路径动态范围。
在某些实施例中,步骤(b)包括调节两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔以产生在固定速率下(例如,高达每分钟两百万脉冲)发射的模拟放射性事件测试脉冲的序列;步骤(c)包括检测模拟放射性事件测试脉冲的序列,并且所述方法包括基于模拟放射性事件测试脉冲的检测到的序列校准和/或测试液体闪烁计数器的计数速率线性[例如,通过比较检测到的数个脉冲(例如,在给定时间间隔中)与产生的数个脉冲(例如,在给定时间间隔内,基于固定速率)]。
在某些实施例中,步骤(b)包括重复地调节连续放射性事件测试脉冲之间的时间间隔以产生模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列(例如,使得连续脉冲的不同集合之间的时间间隔根据伪随机函数而改变);步骤(c)包括检测模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列,并且所述方法包括基于模拟放射性事件测试脉冲的检测到的伪随机序列校准和/或测试液体闪烁计数器的失效时间校正[例如,通过比较检测到的数个脉冲(例如,在给定时间间隔中)与产生的数个脉冲(例如,在给定时间间隔内)]。
在某些实施例中,电子测试源足够小以适配闪烁瓶(例如,100mL瓶,例如,50mL瓶,例如,30mL瓶,例如,20mL瓶,例如,7mL瓶)内部。
在另一方面中,本发明涉及一种用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,所述方法包括:(a)从电子测试源的脉冲LED产生多个模拟放射性事件测试脉冲(例如,相同种类的或不同种类的),其中每个模拟放射性事件测试脉冲属于选自由以下各者组成的群组的种类:(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,贝塔测试脉冲具有模拟通过由于贝塔发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射(例如,发光)产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,贝塔测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和近似地20到60ns(例如,近似地40ns)的脉冲尾部长度}];(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,阿尔法测试脉冲具有模拟通过由于阿尔法发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,阿尔法测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和大于或近似地等于60ns(例如,近似地60到100ns;例如,近似地80ns)的脉冲尾部长度}];以及(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自固体闪烁剂(例如,铋生发氧化物(BGO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,伽玛测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地90ns或更长出现的脉冲峰值和近似地150ns或更长的脉冲尾部长度;例如,伽玛测试脉冲具有近似地200ns到600ns的脉冲宽度);例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形],(b)从电子测试源的照明LED产生模拟背景光包括足够小数目的光子以便模拟对应于背景发光的单光子事件;以及(c)通过液体闪烁计数器的一或多个检测器检测多个模拟放射性事件测试脉冲和模拟背景光(例如,并且区分模拟放射性事件测试脉冲与模拟背景光;例如,并且基于一或多个模拟放射性事件测试脉冲和模拟背景光的检测识别多个模拟放射性事件测试脉冲中的一或多个为假阳性)。
在某些实施例中,所述方法包括在模拟背景光的存在下产生多个模拟放射性事件测试脉冲(例如,使得多个模拟放射性事件测试脉冲中的一或多个在与模拟背景近似地相同的时间(例如,近似地在相同时间间隔内)产生);以及基于检测到的模拟放射性事件测试脉冲和检测到的模拟背景光校准和/或测试液体闪烁计数器的发光校正设施。
在某些实施例中,所述方法包括产生对应于以下各项中的至少一个的主要测试脉冲:(i)贝塔测试脉冲;以及(ii)伽玛测试脉冲,其中伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形;在主要测试脉冲的产生之后近似地75ns到5微秒内,产生模拟背景光,由此模拟在主要测试脉冲之后的余脉冲辐射;在步骤(c),检测主要测试脉冲和模拟余脉冲;以及基于检测到的主要测试脉冲和检测到的模拟余脉冲辐射校准和/或测试液体闪烁计数器的时间分辨液体闪烁计数(TRLSC)电子设备和/或软件。
在某些实施例中,电子测试源足够小以适配闪烁瓶(例如,100mL瓶,例如,50mL瓶,例如,30mL瓶,例如,20mL瓶,例如,7mL瓶)内部。
在另一方面中,本发明涉及一种用于校准和/或测试液体闪烁计数器的电子测试源,所述电子测试源包括:(a)脉冲发光二极管(LED),其可操作以发射一或多个模拟放射性事件测试脉冲(例如,相同种类的或不同种类的),对应的电子脉冲信号的每个结果被应用于脉冲LED;以及(b)电路系统,其用于产生多个电子脉冲信号(相同种类的或不同种类的)并且将电子脉冲信号应用于脉冲LED,其中一或多个电子脉冲信号中的每一个(例如,时变电压;例如,时变电流)具有可选的电子脉冲波形(例如,电压和/或电流作为时间的函数)使得每个电子脉冲信号当被应用于脉冲LED时引起对应于选自由以下各者组成的群组的光脉冲的种类的模拟放射性事件测试脉冲的发射:(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,贝塔测试脉冲具有模拟通过由于贝塔发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射(例如,发光)产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,贝塔测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和近似地20到60ns(例如,近似地40ns)的脉冲尾部长度}];(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,阿尔法测试脉冲具有模拟通过由于阿尔法发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,阿尔法测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和大于或近似地等于60ns(例如,近似地60到100ns;例如,近似地80ns)的脉冲尾部长度}];以及(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自固体闪烁剂(例如,铋生发氧化物(BGO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,伽玛测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地90ns或更长出现的脉冲峰值和近似地150ns或更长的脉冲尾部长度;例如,伽玛测试脉冲具有近似地200ns到600ns的脉冲宽度);例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自闪烁剂的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形],[例如,其中电路系统能够产生至少(A)和(B)(例如,其中电路系统能够产生(A)、(B)和(C)中的任一个];以及(c)可编程源控制器模块(例如,包括微控制器),其可操作以选择(例如,经由可选电路路径)电子脉冲信号中的每一个的电子脉冲波形,由此实现来自电子测试源的脉冲LED的多个模拟放射性事件测试脉冲的可编程发射以用于基于通过液体闪烁计数器对模拟放射性事件测试脉冲的检测而对液体闪烁计数器的校准和/或测试[例如,其中可编程源控制器模块能够选择(例如,经由可选电路路径)至少(A)和(B){例如,其中可编程源控制器模块能够选择(A)、(B)和(C)中的任一个}]。
在某些实施例中,电路系统包括至少两个可选电路路径(例如,其中每个电路路径与晶体管相关联并且给定电路路径是通过开启与其相关联的晶体管可选的):第一电路路径(例如,与第一晶体管相关联),其用于产生具有第一电子脉冲波形的第一种类的电子脉冲信号使得将电子脉冲信号应用于脉冲LED引起阿尔法测试脉冲的发射;以及第二电路路径(例如,与第二晶体管相关联),其用于产生具有第二电子脉冲波形的第二种类的电子脉冲信号使得将第二种类的电子脉冲信号应用于脉冲LED引起贝塔测试脉冲的发射。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以对于一或多个电子脉冲信号中的每个电子脉冲信号,通过选择第一和第二电路路径中的一或两者选择电子脉冲信号的电子脉冲波形(例如,通过将电压应用于第一晶体管的基极以用于第一电路路径的选择和/或将电压应用于第二晶体管的基极以用于第二电路路径的选择)其中:当选择第一电路路径时,第一种类的电子脉冲信号产生并且被应用于脉冲LED,由此引起阿尔法测试脉冲的发射,当选择第二电路路径时,第二种类的电子脉冲信号产生并且被应用于脉冲LED,由此引起贝塔测试脉冲的发射,并且当选择第一和第二电路路径两者时,具有第三电子脉冲波形的第三种类的电子脉冲信号[例如,对应于第一和第二种类的重叠电子脉冲信号,例如,具有(例如,约100ns的)短延迟]产生并且被应用于脉冲LED,由此引起伽玛测试脉冲的发射。
在某些实施例中,电子测试源包括:(d)照明发光二极管(LED),其可操作以由于应用于照明LED的对应的电子照明信号发射光模拟背景光(例如,发光);以及(e)电路系统,其用于产生电子照明信号并且将电子照明信号应用于照明LED,其中电子照明信号的幅值和/或工作循环是可调节的使得电子照明信号当被应用于照明LED时,引起包括足够小数目的光子的模拟背景光的发射以便模拟对应于背景发光的单光子事件。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以调节电子照明信号,由此实现模拟背景光的可编程发射和基于(i)模拟放射性事件测试脉冲的检测和(ii)通过液体闪烁计数器对模拟背景光的检测而对液体闪烁计数器的校准和/或测试。
在某些实施例中,电子测试源足够小以适配闪烁瓶(例如,100mL瓶,例如,50mL瓶,例如,30mL瓶,例如,20mL瓶,例如,7mL瓶)内部。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以调节模拟放射性事件测试脉冲的强度,方法是调节应用于脉冲LED的对应的电子脉冲信号的幅值(例如,峰值电压;例如,峰值电流幅值)[例如,由此实现在不同的强度下的模拟放射性事件测试脉冲的产生,由此模拟由于具有不同的能量的放射性衰变事件通过闪烁剂产生的光脉冲(例如,以验证液体闪烁计数器的能量路径动态范围);例如,由此实现模拟碳14频谱的产生(例如,以执行液体闪烁计数器的高电压校准)]。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以调节两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔,方法是改变应用于脉冲LED的两个或大于两个对应的电子脉冲信号之间的时间间隔[例如,由此实现在固定速率下的模拟放射性事件测试脉冲的序列的产生(例如,以测试液体闪烁计数器的计数速率线性);例如,由此实现模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列的产生(例如,以测试液体闪烁计数器的失效时间校正);例如,由此实现主要模拟放射性事件测试脉冲的产生,之后是一系列模拟余脉冲测试脉冲(例如,以测试液体闪烁计数器的TRLSC系统)]。
在另一方面中,本发明涉及一种用于校准和/或测试液体闪烁计数器的电子测试源,所述电子测试源包括:(a)脉冲发光二极管(LED),其可操作以发射多个模拟放射性事件测试脉冲,对应的电子脉冲信号的每个结果被应用于脉冲LED;(b)电路系统,其包括:第一可选电路,其包括第一电容器;第一电子切换组件(例如,晶体管),其与第一可选电路路径相关联;第二可选电路,其包括第二电容器;第二电子切换组件(例如,晶体管),其与第二可选电路路径相关联;以及脉冲LED连接电路路径,其将脉冲LED连接到第一和第二可选电路路径;其中:第一电子切换组件是可操作的以在第一状态(例如,断开状态)与第二状态(例如,接通状态)之间切换使得第一电子切换组件切换到第二状态引起第一可选电路路径的选择,第一电路路径的选择引起第一电容器的放电由此至少部分地基于第一电容器的电容产生具有第一电子脉冲波形的第一种类的电子脉冲信号(例如,第一电子脉冲波形具有衰减指数形式;例如,其中第一种类的电子脉冲信号的第一脉冲尾部长度至少部分地基于第一电容器的电容),第二电子切换组件是可操作的以在第一状态(例如,断开状态)与第二状态(例如,接通状态)之间切换使得第二电子切换组件切换到第二状态引起第二可选电路路径的选择,第二电路路径的选择引起第二电容器的放电由此至少部分地基于第二电容器的电容产生具有第二电子脉冲波形的第二种类的电子脉冲信号(例如,第二电子脉冲波形具有衰减指数形式;例如,其中第二种类的电子脉冲信号的第二脉冲尾部长度是至少部分地基于第二电容器的电容的),将脉冲LED连接到第一和第二可选电路路径的脉冲LED连接电路路径允许第一和/或第二种类的电子脉冲信号当通过第一和第二可选电路路径产生时被应用于脉冲LED,第一种类的电子脉冲信号,当被应用于脉冲LED时,引起阿尔法测试脉冲的发射,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,阿尔法测试脉冲具有模拟通过由于阿尔法发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,阿尔法测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和大于或近似地等于60ns(例如,近似地60到100ns;例如,近似地80ns)的脉冲尾部长度}],以及第二种类的电子脉冲信号,当被应用于脉冲LED时,引起贝塔测试脉冲的发射,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,贝塔测试脉冲具有模拟通过由于贝塔发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射(例如,发光)产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,贝塔测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和近似地20到60ns(例如,近似地40ns)的脉冲尾部长度}];以及(c)可编程源控制器模块(例如,包括微控制器),其可操作以将第一控制信号应用于第一电子切换组件并且将第二控制信号应用于第二电子切换组件,由此实现多个电子脉冲信号中的每一个的电子脉冲波形的选择,由此实现来自电子测试源的脉冲LED的多个模拟放射性事件测试脉冲的可编程发射以用于基于通过液体闪烁计数器对模拟放射性事件测试脉冲的检测而对液体闪烁计数器的校准和/或测试。
在某些实施例中,电子测试源包括:(d)照明发光二极管(LED),其可操作以由于应用于照明LED的对应的电子照明信号发射光模拟背景光(例如,发光);以及(e)电路系统,其用于产生电子照明信号并且将电子照明信号应用于照明LED,其中电子照明信号的幅值和/或工作循环是可调节的使得电子照明信号当被应用于照明LED时,引起包括足够小数目的光子的模拟背景光的发射以便模拟对应于背景发光的单光子事件。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以调节电子照明信号,由此实现模拟背景光的可编程发射和基于(i)模拟放射性事件测试脉冲的检测和(ii)通过液体闪烁计数器对模拟背景光的检测而对液体闪烁计数器的校准和/或测试。
在某些实施例中,电子测试源足够小以适配闪烁瓶(例如,100mL瓶,例如,50mL瓶,例如,30mL瓶,例如,20mL瓶,例如,7mL瓶)内部。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以调节模拟放射性事件测试脉冲的强度,方法是调节应用于脉冲LED的对应的电子脉冲信号的幅值(例如,峰值电压;例如,峰值电流幅值)[例如,由此实现在不同的强度下的模拟放射性事件测试脉冲的产生,由此模拟由于具有不同的能量的放射性衰变事件通过闪烁剂产生的光脉冲(例如,以验证液体闪烁计数器的能量路径动态范围);例如,由此实现模拟碳14频谱的产生(例如,以执行液体闪烁计数器的高电压校准)]。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以调节两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔,方法是改变应用于脉冲LED的两个或大于两个对应的电子脉冲信号之间的时间间隔[例如,由此实现在固定速率下的模拟放射性事件测试脉冲的序列的产生(例如,以测试液体闪烁计数器的计数速率线性);例如,由此实现模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列的产生(例如,以测试液体闪烁计数器的失效时间校正);例如,由此实现主要模拟放射性事件测试脉冲的产生,之后是一系列模拟余脉冲测试脉冲(例如,以测试液体闪烁计数器的TRLSC系统)]。
在另一方面中,本发明涉及一种用于校准和/或测试液体闪烁计数器的电子测试源,所述电子测试源包括:(a)脉冲发光二极管(LED),其可操作以发射多个模拟放射性事件测试脉冲,对应的电子脉冲信号的每个结果被应用于脉冲LED;(b)照明LED,其可操作以由于应用于照明LED的对应的电子照明信号发射光模拟背景光(例如,发光);(c)电路系统,其用于(i)产生(相同种类的或不同种类的)多个电子脉冲信号并且将电子脉冲信号应用于脉冲LED以及(ii)产生电子照明信号并且将电子照明信号应用于照明LED;以及(d)可编程源控制器模块(例如,包括微控制器),其可操作以调节(i)电子脉冲信号(例如,经由电子脉冲信号中的每一个的电子脉冲波形的选择)和/或(ii)电子照明信号,由此实现来自电子测试源的脉冲LED的多个模拟放射性事件测试脉冲的可编程发射,并且任选地模拟背景光,以用于基于通过液体闪烁计数器的模拟放射性事件测试脉冲的检测的液体闪烁计数器的校准和/或测试。
在某些实施例中,电子脉冲信号中的每一个(例如,时变电压;例如,时变电流)具有可选电子脉冲波形(例如,电压和/或电流作为时间的函数)使得每个电子脉冲信号当被应用于脉冲LED时,引起对应于选自由以下各者组成的群组的光脉冲的种类的模拟放射性事件测试脉冲的发射:(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,贝塔测试脉冲具有模拟通过由于贝塔发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射(例如,发光)产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,贝塔测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和近似地20到60ns(例如,近似地40ns)的脉冲尾部长度}];(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,阿尔法测试脉冲具有模拟通过由于阿尔法发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂(例如,2,5-二苯基恶唑(PPO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形{例如,阿尔法测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地5到20ns(例如,近似地15ns)出现的脉冲峰值和大于或近似地等于60ns(例如,近似地60到100ns;例如,近似地80ns)的脉冲尾部长度}];以及(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,强度作为时间的函数)[例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自固体闪烁剂(例如,铋生发氧化物(BGO))的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形(例如,伽玛测试脉冲具有在脉冲的开始之后近似地90ns或更长出现的脉冲峰值和近似地150ns或更长的脉冲尾部长度;例如,伽玛测试脉冲具有近似地200ns到600ns的脉冲宽度);例如,伽玛测试脉冲具有模拟通过由于伽玛发射器的放射性衰变来自液体闪烁剂的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形],[例如,其中电路系统能够产生至少(A)和(B)(例如,其中电路系统能够产生(A)、(B)和(C)中的任一个]。
在某些实施例中,电路系统包括至少两个可选电路路径(例如,其中每个电路路径与晶体管相关联并且给定电路路径是通过开启与其相关联的晶体管可选的):第一电路路径(例如,与第一晶体管相关联),其用于产生具有第一电子脉冲波形的第一种类的电子脉冲信号使得将电子脉冲信号应用于脉冲LED引起阿尔法测试脉冲的发射;以及第二电路路径(例如,与第二晶体管相关联),其用于产生具有第二电子脉冲波形的第二种类的电子脉冲信号使得将第二种类的电子脉冲信号应用于脉冲LED引起贝塔测试脉冲的发射。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以对于每个电子脉冲信号,通过选择第一和第二电路路径中的一或两者选择电子脉冲信号的电子脉冲波形(例如,通过将电压应用于第一晶体管的基极以用于第一电路路径的选择和/或将电压应用于第二晶体管的基极以用于第二电路路径的选择)其中:当选择第一电路路径时,第一种类的电子脉冲信号产生并且被应用于脉冲LED,由此引起阿尔法测试脉冲的发射,当选择第二电路路径时,第二种类的电子脉冲信号产生并且被应用于脉冲LED,由此引起贝塔测试脉冲的发射,并且当选择第一和第二电路路径两者时,具有第三电子脉冲波形的第三种类的电子脉冲信号[例如,对应于第一和第二种类的重叠电子脉冲信号,例如,具有(例如,约100ns的)短延迟]产生并且被应用于脉冲LED,由此引起伽玛测试脉冲的发射。
在某些实施例中,可编程控制器模块是可操作的以调节电子照明信号的幅值和/或工作循环使得电子照明信号当被应用于照明LED时,引起包括足够小数目的光子的模拟背景光的发射以便模拟对应于背景发光的单光子事件。
在某些实施例中,电子测试源足够小以适配闪烁瓶(例如,100mL瓶,例如,50mL瓶,例如,30mL瓶,例如,20mL瓶,例如,7mL瓶)内部。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以调节模拟放射性事件测试脉冲的一或多个强度,方法是调节应用于脉冲LED的对应的电子脉冲信号的幅值(例如,峰值电压;例如,峰值电流幅值)[例如,由此实现在不同的强度下的模拟放射性事件测试脉冲的产生,由此模拟由于具有不同的能量的放射性衰变事件通过闪烁剂产生的光脉冲(例如,以验证液体闪烁计数器的能量路径动态范围);例如,由此实现模拟碳14频谱的产生(例如,以执行液体闪烁计数器的高电压校准)]。
在某些实施例中,可编程源控制器模块是可操作的以调节两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔,方法是改变应用于脉冲LED的两个或大于两个对应的电子脉冲信号之间的时间间隔[例如,由此实现在固定速率下的模拟放射性事件测试脉冲的序列的产生(例如,以测试液体闪烁计数器的计数速率线性);例如,由此实现模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列的产生(例如,以测试液体闪烁计数器的失效时间校正);例如,由此实现主要模拟放射性事件测试脉冲的产生,之后是一系列模拟余脉冲测试脉冲(例如,以测试液体闪烁计数器的TRLSC系统)]。
在另一方面中,本发明涉及一种用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,所述系统包括:检测器(例如,液体闪烁计数器,其包括一或多个光电倍增管)以用于产生对应于测试样本(例如,包括用于测试样本的溶剂和闪烁剂(例如,荧光剂)的液体样本,其中所述样本包括进行放射性衰变的放射性核素,由此衰变能量引起闪烁剂的激励和检测到的光的释放)中的多个检测到的放射性事件中的每一个的脉冲信号;电子测试源,其包括脉冲LED、电路系统、可编程源控制器模块,且任选地,照明LED(例如,如上文所描述的电子测试源);处理器;以及存储器,其具有存储于其上的指令,其中所述指令在由所述处理器执行时,使得所述处理器执行检测器(例如,液体闪烁计数器)的校准和/或测试。
在某些实施例中,处理器执行检测器的校准和/或测试的指令使用电子测试源和本文中所描述的方法中的任一个的方法。
在某些实施例中,电子测试源是本文中所描述的方面或实施例中的任一个的电子测试源。
相对于本发明的一个方面描述的实施例可以应用于本发明的另一个方面(例如,相对于一个独立权利要求描述的实施例的特征被设想为适用于其它独立权利要求的其它实施例)。
附图说明
通过参考结合附图进行的以下描述,本发明的前述和其它目的、方面、特征和优点将变得更显而易见并且更好理解,在附图中:
图1是根据说明性实施例用于液体闪烁计数器的校准和/或测试的电子测试源的图式。
图2A是根据说明性实施例示出由贝塔和阿尔法事件引起的检测到的放射性事件测试脉冲的示例性电压相对于时间迹线的曲线图。
图2B是根据说明性实施例示出由贝塔和伽玛事件引起的检测到的放射性事件测试脉冲的示例性电压相对于时间迹线的曲线图。
图3是根据说明性实施例示出用于产生阿尔法测试脉冲的第一种类的电子脉冲信号的模拟电流相对于时间迹线的曲线图。
图4是根据说明性实施例示出用于产生贝塔测试脉冲的第二种类的电子脉冲信号的模拟电流相对于时间迹线的曲线图。
图5是根据说明性实施例示出用于产生伽玛测试脉冲的第三种类的电子脉冲信号的模拟电流相对于时间迹线的曲线图。
图6是根据说明性实施例示出通过发射阿尔法测试脉冲的电子测试源产生的并且通过液体闪烁计数器测量到的频谱的曲线图。
图7是根据说明性实施例示出通过发射对应于具有不同的能量的放射性衰变事件的贝塔测试脉冲的电子测试源产生的并且通过液体闪烁计数器测量到的频谱的曲线图。
图8A是根据说明性实施例示出通过电子测试源产生的并且通过液体闪烁计数器测量到的模拟14C频谱的曲线图。
图8B是根据说明性实施例示出含有通过液体闪烁计数器测量到的14C的液体样本的频谱的曲线图。
图9是根据说明性实施例示出通过发射阿尔法测试脉冲和伽玛测试脉冲的电子测试源产生的并且通过液体闪烁计数器测量到的频谱的曲线图。
图10是根据说明性实施例示出被应用于电子测试源的脉冲LED以产生模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列的电子脉冲信号的伪随机序列的电压相对于时间迹线的曲线图。
图11是根据说明性实施例示出在对应于发光的模拟背景光的存在下的检测到的模拟放射性事件测试脉冲的频谱的曲线图。
图12是根据说明性实施例用于测试和/或校准液体闪烁计数器的系统的框图。
图13A是根据说明性实施例的电子测试源的电路系统的图式。
图13B是根据说明性实施例包含到可编程控制器模块的连接件的电子测试源的电路系统的一部分的图式。
图13C是根据说明性实施例用于产生阿尔法、贝塔和/或伽玛测试脉冲的电子测试源的电路系统的一部分的图式。
图13D是根据说明性实施例用于产生模拟背景光的电子测试源的电路系统的一部分的图式。
图14A是根据说明性实施例的电子测试源的电路系统的一部分的图式。
图14B是根据说明性实施例示出用于产生贝塔测试脉冲的第一种类的电子测试脉冲的模拟电流相对于时间迹线的曲线图,其中第一种类的电子测试脉冲是使用图14A的电路系统产生的。
图15是某些实施例中使用的示例性云计算环境的框图。
图16是某些实施例中使用的实例计算装置和实例移动计算装置的框图。
图17A是根据说明性实施例用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的过程的框流程图。
图17B是根据说明性实施例用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的过程的框流程图,方法是调节(i)一或多个模拟放射性事件测试脉冲的强度和/或(ii)两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔。
图17C是根据说明性实施例用于使用通过电子测试源产生的模拟放射性事件测试脉冲和模拟背景光校准和/或测试液体闪烁计数器的过程的框流程图。
本发明的特征及优点将从以下在结合图式时所阐述的详细描述变得更显而易见,其中相同参考标号始终识别对应的元件。在图式中,相同参考标记大体上指示相同、功能上类似和/或结构上类似的元件。
定义
在本申请中,除非从上下文可知,否则(i)术语“一个”可理解成意味着“至少一个”;(ii)术语“或”可理解成意味着“和/或”;(iii)术语“包括”和“包含”可理解成涵盖详细列举的组分或步骤,无论是由本身或与一或多个其它组分或步骤共同呈现;以及(iv)术语“约”和“近似地”可理解成允许如由所属领域的技术人员理解的标准差。
近似地:如本文中所用,术语“近似地”或“约”在应用于所关注的一或多个值时是指与所陈述的参考值类似的值。在某些实施例中,除非另有说明或另外从上下文显而易见,否则术语“近似地”或“约”是指落入所陈述的参考值的任一方向(大于或小于)25%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%或更低范围内的值的范围,且此类数字超过可能值的100%的情况除外。
阿尔法脉冲:如本文中所使用,术语“阿尔法脉冲”是指由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲。如本文中所使用,“阿尔法脉冲”有时被称作“‘真实’阿尔法脉冲”。
阿尔法测试脉冲:如本文中所使用,术语“阿尔法测试脉冲”是指具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形的模拟放射性事件测试脉冲。
贝塔脉冲:如本文中所使用,术语“贝塔脉冲”是指由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲。如本文中所使用,“贝塔脉冲”有时被称作“‘真实’贝塔脉冲”。
贝塔测试脉冲:如本文中所使用,术语“贝塔测试脉冲”是指具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形的模拟放射性事件测试脉冲。
电子照明信号:如本文中所使用,术语“电子照明信号”是指应用于LED使得接收电子脉冲信号的LED发出光的突发的电子信号(例如,电压或电流)。电子照明信号经产生使得从照明LED发射的所得光包括足够小数目的光子以便模拟对应于背景发光的单光子事件。举例来说,“电子照明信号”可以是通过电子测试源的电路系统产生并且应用于电子测试源的照明LED的恒定电压或电流。举例来说,“电子照明信号”可以是通过电子测试源的电路系统产生并且应用于电子测试源的照明LED的脉冲宽度调制(PWM)电压或电流信号。举例来说,“电子照明信号”的幅值和/或工作循环可以是可调节的以控制通过电子测试源的照明LED发射的光的强度。
电子脉冲信号:如本文中所使用,术语“电子脉冲信号”是指应用于LED使得接收电子脉冲信号的LED发出光的脉冲的电子脉冲信号(例如,时变电压或电流)。
应用:如本文中所使用,当参考给定电子信号使用时,例如电子照明信号或电子脉冲信号,术语“应用”于特定电子或电光组件,例如LED,是指跨越应用电压或将电流应用于(例如,传递电流穿过)特定电子或电光组件。
伽玛脉冲:如本文中所使用,术语“伽玛脉冲”是指由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲。如本文中所使用,“伽玛脉冲”有时被称作“‘真实’伽玛脉冲”。
伽玛测试脉冲:如本文中所使用,术语“伽玛测试脉冲”是指具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形的模拟放射性事件测试脉冲。
光脉冲波形:如本文中所使用,术语“光脉冲波形”是指光脉冲的波形。给定光脉冲的光脉冲波形的特性在于光强度或功率相对于给定光脉冲的时间的变化。光脉冲波形的特性可以在于各种量度,例如脉冲高度、脉冲宽度,以及脉冲尾部长度,如下文所描述。
电子脉冲波形:如本文中所使用,术语“电子脉冲波形”是指电子脉冲的波形。电子脉冲对应于通过电子电路产生的时变电子信号,例如电压或电流。给定电子脉冲的电子脉冲波形的特性在于电子脉冲的电子信号中的变化,例如电压或电流。电子脉冲波形的特性可以在于各种量度,例如脉冲高度、脉冲宽度,以及脉冲尾部长度,如下文所描述。
脉冲幅值、脉冲高度、脉冲峰值:如本文中所使用,术语“脉冲幅值”、“脉冲高度”和“脉冲峰值”可互换地使用以指代例如光脉冲或电子脉冲的脉冲的最大幅值。举例来说,当参考给定光脉冲使用时,术语脉冲幅值、脉冲高度和脉冲峰值是指光脉冲的最大强度或功率。当参考给定电子脉冲使用时,术语脉冲幅值、脉冲高度和脉冲峰值是指电子信号在电子脉冲的持续时间达到的最大电压或电流。
脉冲长度、脉冲宽度:如本文中所使用,术语“脉冲宽度”和“脉冲长度”可互换地使用以指代给定光脉冲或电子脉冲的持续时间的量度。举例来说,给定光脉冲的脉冲宽度或脉冲长度可被测量为当光脉冲的强度或功率(i)上升高于与(ii)下降低于特定阈值强度或功率时之间的时间。在某些实施例中,阈值强度或功率是给定光脉冲的脉冲高度的特定分数,例如特定百分比(例如,脉冲高度的5%)或1/e的倍数(例如,1/e;例如,1/e2)。类似地,给定电子脉冲的脉冲宽度或脉冲长度可被测量为当电子脉冲的电流或电压(i)上升高于与(ii)下降低于特定阈值电流或电压时之间的时间。在某些实施例中,阈值电流或电压是给定电子脉冲的脉冲高度的特定分数,例如特定百分比(例如,脉冲高度的5%)或1/e的倍数(例如,1/e;例如,1/e2)。
脉冲尾部长度:如本文中所使用,术语“脉冲尾部长度”是指光脉冲或电子脉冲在它达到其峰值之后持续的时间长度的量度。举例来说,给定光脉冲的脉冲尾部长度可以通过在其脉冲峰值之后在一段时间(积分时间)内积分测量到的光脉冲强度或功率来测量。积分时间被选择为大于测量到的光脉冲强度或功率下降到近似地0的预期的时间(例如,数百纳秒)。以此方式,脉冲尾部长度被测量为积分强度或功率的值。在某些实施例中,给定光脉冲的脉冲尾部长度被测量为从给定光脉冲达到其脉冲峰值时到其强度下降到近似地等于或低于特定阈值时的时间。在某些实施例中,所述阈值是给定光脉冲的脉冲高度的特定分数,例如特定百分比(例如,脉冲高度的5%)或1/e的倍数(例如,1/e;例如,1/e2)。类似地,在某些实施例中,给定电子脉冲的脉冲尾部长度可以通过积分电子信号来测量或被测量为从给定电子脉冲达到其脉冲峰值时到其电压或电流下降为近似地等于或低于特定阈值时的时间。在某些实施例中,所述阈值是给定光脉冲的脉冲高度的特定分数,例如特定百分比(例如,脉冲高度的5%)或1/e的倍数(例如,1/e;例如,1/e2)。
具体实施方式
可设想要求保护的发明的系统、架构、装置、方法和过程涵盖使用来自本文中所描述的实施例的信息研发的变体和适配。如本说明书所设想的,可以执行本文中所描述的系统、架构、装置、方法和过程的适配和/或修改。
在整个说明书中,在将物品、装置、系统和架构描述为具有、包含或包括特定组件时,或在将过程和方法描述为具有、包含或包括特定的步骤时,可以预期的是,另外,存在本发明的物品、装置、系统和架构,其基本上由所叙述的组件组成,或由所叙述的组件组成,并且存在根据本发明的过程和方法,其基本上由所叙述的处理步骤组成,或由所叙述的处理步骤组成。
应理解,步骤的次序或用于执行某些动作的次序是不重要的,只要本发明保持可操作即可。此外,两个或大于两个步骤或动作可以同时进行。
相对于本文中所呈现的权利要求中的任一项,本文中例如在背景技术部分中提及任何出版物并不是承认所述出版物充当现有技术。背景技术部分是出于清楚的目的而呈现,并且并不意味是相对于任何权利要求的现有技术的描述。
提供标题是为了方便读者,标题的存在和/或排列并非意图限制本文中所描述的标的物的范围。
液体闪烁计数器系统,例如由总部设于马萨诸塞州(MA)的沃尔瑟姆(Waltham)的珀金埃尔默(PerkinElmer)制造的QuantulusTM GCT LSC和TriLSC产品线可用于测试样本中的放射性核素的高度精确的定量。本文中所呈现的是使用电子测试源而不需要放射性材料和/或易失性化学物质来解决此类系统的校准和/或测试的系统和方法。
在某些实施例中,系统和方法同时模拟由于样本中的阿尔法、贝塔和/或伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形,同时,任选地,模拟背景光(例如,涉及发光、余脉冲或与样本中的放射性核素不相关联的其它来源的光)。
电子测试源
图1示出了用于校准和/或测试液体闪烁计数器的电子测试源100的实例。电子测试源100包括脉冲LED 102以用于产生模拟放射性事件测试脉冲。电子测试源100的可编程源控制器模块(例如,微控制器,例如,可重新编程的PIC微处理器)108是可操作的以选择应用于脉冲LED 102的电子脉冲信号(例如,电压或电流)的电子脉冲波形,实现模拟放射性事件测试脉冲的可编程发射。在某些实施例中,脉冲LED可以是绿光或蓝光LED。在某些实施例中,脉冲LED可以是任何色彩或大小的LED。可以选择LED的色彩或发射波长以匹配计数器的液体闪烁的光电倍增管(PMT)最为敏感的波长,例如,近似地420nm波长。可以选择LED的色彩或发射波长以匹配特定闪烁剂(例如,主要闪烁剂和/或次要闪烁剂)的色彩或发射波长。
在某些实施例中,电子测试源100足够小以适配标准20mL玻璃闪烁瓶104内部,使得电子测试源可以放置在常用液体闪烁计数器(例如,由总部设于马萨诸塞州的沃尔瑟姆的珀金埃尔默制造的QuantulusTM GCT LSC和TriLSC产品线)内部而没有修改。在一些实施例中,电子测试源可以是例如,通过LED驱动器106和电池供电,允许系统保持供电并且可在液体闪烁计数器内操作而没有外部布线。在某些实施例中,电子连接件可以制造于用于液体闪烁计数器中的标准闪烁瓶内部的相对较小空间中(例如,100mL瓶,例如,50mL瓶,例如,30mL瓶,例如,20mL瓶,例如,7mL瓶)。
模拟放射性事件测试脉冲的产生
在一些实施例中,电子测试源100实现从脉冲LED 102发射的多个模拟放射性事件测试脉冲的产生。模拟放射性事件测试脉冲是通过特定光脉冲波形产生的以便模拟由于特定种类的发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲。具体地说,产生贝塔、阿尔法和伽玛测试脉冲以具有模拟相应地由于贝塔、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光脉冲波形的光脉冲波形。在某些实施例中,脉冲LED 102可以由光学地扩散的材料118(例如,)围绕。
在某些实施例中,由于特定种类的发射器的放射性衰变通过闪烁剂发射的光脉冲的光脉冲波形不仅取决于特定种类的发射器(例如,贝塔、阿尔法、伽玛),还且还取决于所使用的特定闪烁剂。
举例来说,阿尔法和贝塔事件通常是使用例如2,5-二苯基恶唑(PPO)的快速液体闪烁剂检测到的。在图2A中示出了从PPO闪烁剂发射的检测到的阿尔法和贝塔脉冲的光脉冲波形的说明性实例。光脉冲当被检测到(例如,通过液体闪烁计数器的PMT)时产生例如电压的电子信号,所述电子信号近似地与检测到的光脉冲的强度成正比。因此,在图2A中的曲线表示检测到的光脉冲作为电压相对于时间迹线。如图2A中所示,通过PPO闪烁剂产生的贝塔脉冲205在脉冲的开始之后近似地15ns(例如,在近似地5和20ns之间)达到其脉冲峰值并且随后在强度上衰减,具有近似地40ns(例如,在近似地20到60ns之间)的脉冲尾部长度。通过PPO闪烁剂产生的阿尔法脉冲210在脉冲的开始之后近似地15ns(例如,在近似地5和20ns之间)也达到其脉冲峰值并且随后在强度上衰减,但是与贝塔脉冲的脉冲尾部长度相比具有近似地80ns(例如,在近似地60到100ns之间)的较长脉冲尾部长度。
因此,通过本文中所描述的电子测试源产生的贝塔测试和阿尔法测试脉冲可具有模拟通过例如PPO的快速液体闪烁剂产生的真实贝塔和阿尔法脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形。举例来说,电子测试源可使用专门设计的电路系统,如在下文中所描述,以实现贝塔测试脉冲的产生,所述贝塔测试脉冲在脉冲的开始之后近似地15ns(例如,在近似地5和20ns之间)达到它们的脉冲峰值并且随后在强度上衰减,具有近似地40ns(例如,在近似地20到60ns之间)的脉冲尾部长度,由此模拟通过PPO闪烁剂产生的真实贝塔脉冲。类似地,电子测试源还可包含实现阿尔法测试脉冲的产生的电路系统,所述阿尔法测试脉冲在脉冲的开始之后近似地15ns(例如,在近似地5和20ns之间)达到它们的脉冲峰值并且随后在强度上衰减,具有近似地80ns(例如,在近似地60到100ns之间)的脉冲尾部长度,由此模拟通过PPO闪烁剂产生的真实阿尔法脉冲。
在某些实施例中,由伽玛发射器引起的伽玛脉冲可以通过固体闪烁剂产生,例如铋生发氧化物(BGO),或者可以通过快速液体闪烁剂产生,例如PPO。图2B示出了与通过PPO闪烁剂产生的贝塔脉冲205相比通过BGO闪烁剂产生的伽玛脉冲215的实例。如同图2A,检测到的光脉冲被表示为电压相对于时间迹线。通过BGO闪烁剂产生的伽玛测试脉冲215在脉冲的开始之后近似地90ns或更长达到其脉冲峰值并且具有近似地150ns或更长的脉冲尾部长度。伽玛脉冲也可以通过伽马射线撞击例如PPO的液体闪烁剂产生,所述液体闪烁剂意图用于样本中的阿尔法和贝塔事件的检测。此类伽玛脉冲通常由例如宇宙射线的外部伽玛射线引起,并且具有类似于贝塔脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形。
在某些实施例中,通过电子测试源产生的伽玛测试脉冲具有模拟通过来自例如BGO的固体闪烁剂的发射产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形。由于伽玛事件来自BGO的伽玛测试脉冲模拟发射在脉冲的开始之后近似地90ns或更长达到其脉冲峰值并且具有近似地150ns或更长的脉冲尾部长度。如下文所描述,电子测试源的电路系统用于产生模拟来自例如BGO的固体闪烁剂的发射的伽玛测试脉冲。电子测试源还可产生模拟由于伽玛事件来自快速液体闪烁剂(例如,PPO)的发射的伽玛测试脉冲。模拟由于伽玛事件来自快速液体闪烁剂(例如,PPO)的发射的伽玛测试脉冲可与贝塔测试脉冲相同或近似地相同,并且可以与贝塔测试脉冲相同的方式产生。
液体闪烁剂的实例还包含但不限于,2-苯基-5-二苯基-1,3,4-恶二唑(PBD)、2-(4-叔丁基苯基)-5(4-联苯基)-1,3,4-恶二唑(丁基-PBD),以及2,5-双-2-(叔丁基苯并恶唑基)-噻吩(BBOT)和萘。例如PBD、丁基-PBD和BBOT的闪烁剂产生具有与通过PPO产生的光脉冲波形类似的光脉冲波形(例如,在光脉冲的开始之后在类似的时间达到脉冲峰值和/或具有类似的脉冲尾部长度)的放射性事件脉冲(例如,阿尔法脉冲、贝塔脉冲、伽玛脉冲)。例如PPO、PBD、丁基-PBD、BBOT和萘的闪烁剂被称作主要闪烁剂。例如1,4-(二-2-(5-苯基氧氮茂基)-苯甲基(POPOP)和p-双-(邻-甲基苯乙烯基)-苯(双-MSB)的次要闪烁剂还可用于将从主要闪烁剂产生的光脉冲的波长移位到液体闪烁计数器的PMT最为敏感的波长。
因此,通过PBD、丁基-PBD和BBOT产生的阿尔法、贝塔和伽玛脉冲可以是通过如上文所描述的用于模拟来自PPO的发射的相同的贝塔测试脉冲、阿尔法测试脉冲和伽玛测试脉冲充分地模拟的,或者电子测试源可产生略微地不同类型的脉冲,这取决于它被设计成模拟的特定闪烁剂(例如,主要或次要闪烁剂)。电子测试源还可产生多个种类的贝塔、阿尔法和/或伽玛脉冲(例如,经由多个电路)以模拟来自多个特定类型的闪烁剂的发射。
在某些实施例中,为了产生特定种类的模拟放射性事件测试脉冲,电子测试源将特定种类的电子脉冲信号应用于脉冲LED。给定电子脉冲信号,当应用于脉冲LED时,引起来自脉冲LED的对应的模拟放射性事件测试脉冲的发射。模拟放射性事件测试的光脉冲波形是基于应用于脉冲LED的给定电子脉冲信号的电子脉冲波形。举例来说,第一种类的电子脉冲信号,当应用于脉冲LED时,引起阿尔法测试脉冲(例如,模拟通过例如PPO的快速液体闪烁剂产生的光脉冲的阿尔法测试脉冲)的发射,而第二种类的电子脉冲信号,当应用于脉冲LED时,引起贝塔测试脉冲(例如,模拟通过例如PPO的快速液体闪烁剂产生的光脉冲的贝塔测试脉冲)的发射。第三种类的电子脉冲信号可以被应用于脉冲LED以产生伽玛测试脉冲。在某些实施例中,经由第三种类的电子脉冲信号产生的伽玛测试脉冲模拟由例如BGO的固体闪烁剂引起的伽玛脉冲。由来自快速液体闪烁剂的发射引起的伽玛脉冲可以与贝塔测试脉冲相同的方式产生,例如通过将第一种类的电子脉冲信号应用于脉冲LED。
在某些实施例中,电子测试源使用包括多个可选电路路径的电路系统以产生不同的种类的电子脉冲信号,并且由此实现阿尔法、贝塔和伽玛测试脉冲的产生。在图13B、图13C和图13D中示出了用于产生三个种类的电子脉冲信号并且将它们应用于脉冲LED的电路系统的实施例。电路系统包括两个可选电路路径1340a和1340b。第一种类的电子脉冲信号是经由第一可选电路路径1340a的选择产生且应用于脉冲LED,并且第二种类的电子脉冲信号是经由第二电路路径1340b的选择产生且应用于脉冲LED。第三种类的电子脉冲信号是通过重叠第一和第二种类的电子脉冲信号产生的,具有在它们之间的短路(例如,近似地100ns)。这是经由第一电路路径的选择,之后是第二电路路径的选择实现的。下文将更详细地描述特定电路系统,并且,如还将描述,其它实施例可用于产生其它光脉冲波形(例如,如图14A中所示的实施例)。
图3、图4和图5示出了经由如上文所描述在图13B、图13C和图13D中所示的电路系统产生的第一、第二和第三种类的电子脉冲信号的模拟实例。在图3中示出了引起阿尔法测试脉冲的发射的第一种类的电子脉冲信号的实例。图4示出了第二种类的电子脉冲信号的实例,所述电子脉冲信号当应用于脉冲LED时,引起贝塔测试脉冲的发射。在图5中示出了第三种类的电子脉冲信号的实例。在图5中示出的第三种类的电子脉冲信号,当应用于脉冲LED时,引起模拟由例如BGO的固体闪烁剂引起的伽玛脉冲的伽玛测试脉冲的发射。
因此,借助于其以此方式产生模拟放射性事件测试脉冲的能力,电子测试源可用于校准和/或测试液体闪烁计数器以改进性能而不需要放射性材料和/或易失性化学物质。具体地说,可以使用电子测试源,例如,以校准和/或测试液体闪烁计数器的鉴别器。举例来说,贝塔测试脉冲、阿尔法测试脉冲和伽玛测试脉冲的适当的组合可用于校准贝塔/伽玛鉴别器电路(例如,用于区分通过贝塔和伽玛事件产生的光脉冲)和阿尔法/伽玛鉴别器电路(例如,用于区分通过阿尔法和伽玛事件产生的光脉冲)。液体闪烁计数器的阿尔法/贝塔鉴别器电路的校准和/或测试可基于例如阿尔法测试脉冲和贝塔测试脉冲的脉冲形状和/或尾部长度中的差异(例如,如图2A的说明性实例中所示)。其它鉴别器电路,例如贝塔/伽玛以及阿尔法/伽玛鉴别器电路可以类似地经校准。阿尔法测试脉冲、贝塔测试脉冲和伽玛测试脉冲的组合还可用于校准被实施为区分通过贝塔、阿尔法和/或伽玛事件产生的光脉冲的软件例程的鉴别器(例如,以调节软件例程中的一或多个参数)。值得注意的是,校准和/或测试液体闪烁计数器的阿尔法/贝塔鉴别器的现有的方法(例如,阿尔法/贝塔鉴别器电路;例如,用于区分阿尔法和贝塔脉冲的软件例程)需要放射性阿尔法和贝塔发射器,其如本文中所描述,可能难以获得和/或处理有危险的。
图17A示出了实例过程1700,其中阿尔法测试脉冲和贝塔测试脉冲是通过电子测试源产生的以用于液体闪烁计数器的校准和/或测试。阿尔法和贝塔测试脉冲是通过电子测试源产生的1702并且是通过液体闪烁计数器检测到的1702。检测到的阿尔法和贝塔测试脉冲可用于鉴别器的校准和/或测试1706。在某些实施例中,如上文所论述,伽玛测试脉冲也产生并且用于鉴别器的校准和/或测试。
模拟放射性事件测试脉冲的可编程发射-幅值、速率和余脉冲
在某些实施例中,电子测试源实现不同的强度和/或在各种时间间隔的模拟放射性事件测试脉冲的可编程发射。以此方式模拟放射性事件测试脉冲的可编程发射可用于液体闪烁计数器的各种各样的特征的校准和/或测试。图17B示出了用于使用电子测试源来调节用于液体闪烁计数器的校准和/或测试的模拟放射性事件测试脉冲之间的强度和/或时间间隔的实例过程1720。电子测试源用于产生多个模拟放射性事件测试脉冲1722。模拟放射性事件测试脉冲之间的强度和/或时间间隔可以是通过电子测试源调节的1724a和1724b(统称为1724),以便例如,产生在不同的强度下的模拟放射性事件测试脉冲,或产生模拟放射性事件测试脉冲的序列。模拟放射性事件测试脉冲是通过液体闪烁计数器检测到的1726,并且校准和/或测试是基于检测到的模拟放射性事件测试脉冲执行的1728。具体地说,不同的强度的模拟放射性事件测试脉冲和/或特定序列的模拟放射性事件测试脉冲可以用于液体闪烁计数器的高电压设置1728a、能量路径动态范围1728b、计数速率线性1728c、失效时间校正设施1728d以及仪器的TRLSC系统1728e的校准和/或测试。
在某些实施例中,模拟放射性事件测试脉冲的强度可以通过电子测试源(100)的可编程控制器模块(例如,微控制器)(108)来调节1724a,例如在图1的说明性实施例中所示。举例来说,电子测试源可在不同的强度下产生(例如,发射)模拟放射性事件测试脉冲,由此模拟由于具有不同的能量(例如,从0keV到2000keV)的放射性衰变事件通过闪烁剂产生的光脉冲。对应于具有不同的能量的放射性衰变事件的模拟放射性事件测试脉冲可以用于例如校准和/或测试(例如,验证)液体闪烁计数器(1728b)的能量路径动态范围。举例来说,液体闪烁计数器的检测器可以通过比较由液体闪烁计数器的检测器检测到的信号的幅值与模拟放射性事件测试脉冲的强度经校准和/或测试。
在某些实施例中,可以使用对应于具有不同的能量的放射性衰变事件的模拟放射性事件测试脉冲,例如,以产生对应于一或多个已知的放射性发射器(例如,14C,如图8A的说明性实例中所示)的模拟频谱。此类模拟频谱(例如,任何阿尔法、贝塔和/或伽玛发射器的模拟频谱,例如,14C的模拟频谱)可用于执行液体闪烁计数器(1728a)的高电压校准和/或测试。在某些实施例中,对应于具有不同的能量的放射性衰变事件的模拟放射性事件测试脉冲可以用于例如校准和/或测试液体闪烁计数器的能量路径动态范围。
在某些实施例中,多个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔可以例如通过电子测试源(100)的可编程控制器模块(例如,微控制器)(108)经调节1724b,例如在图1的说明性实施例中所示。举例来说,以固定(例如,恒定)速率产生的模拟放射性事件测试脉冲可用于校准和/或测试液体闪烁计数器(1728c)的计数速率线性(例如,如在本文中的实例5中所描述)。举例来说,电子测试源可以是可操作的以产生模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列。模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列可例如用于校准和/或测试液体闪烁计数器(1728d)的失效时间校正[例如,通过比较通过液体闪烁计数器检测到的脉冲的数目(例如,在给定时间间隔中)与通过电子测试源产生的脉冲的数目(例如,在给定时间间隔中)]。并且,举例来说,通过在来自脉冲LED的主要模拟放射性事件测试脉冲之后不久从脉冲LED产生测试脉冲的快速序列,电子测试源可以模拟由样本放射性事件和/或外部伽玛事件引起的初始脉冲以及它们的相关联的余脉冲。这些模拟主要脉冲和余脉冲可以被检测到并且用于校准和/或测试TRLSC电子设备和/或软件(1728e)。
在某些实施例中,电子测试源可用于从脉冲LED发射模拟背景光,所述模拟背景光对应于紧接在来自脉冲LED的模拟放射性事件测试脉冲的发射之后(例如,基本上在例如75ns到5μs内之后不久)发生的余脉冲。在某些实施例中,产生对应于在初始、主要模拟放射性事件测试脉冲之后的余脉冲的背景光允许对时间分辨液体闪烁计数(TRLSC)的电路系统和/或软件的校准和/或测试。在某些实施例中,跟随初始、主要脉冲的TRLSC计数余脉冲确定主要脉冲是否是源自样本的放射性事件的结果,例如贝塔事件,或外部伽玛事件的结果,例如宇宙射线。通过在来自脉冲LED的主要模拟放射性事件测试脉冲之后不久从脉冲LED产生测试脉冲的快速序列,电子测试源可以模拟由样本放射性事件和/或外部伽玛事件引起的初始脉冲以及它们的相关联的余脉冲。这些模拟主要脉冲和余脉冲可以被检测到并且用于校准和/或测试TRLSC电子设备和/或软件(1728e)。用于TRLSC的方法描述于例如1987年3月17日颁发的第4,651,006号美国专利中,所述专利的全部内容以引用的方式并入本文中。
实例1.阿尔法发射器的模拟频谱
图6示出了通过液体闪烁计数器检测从本文中所描述的电子测试源的原型版本发射的阿尔法测试脉冲产生的能量分布频谱605。如实例频谱中所示,所产生的阿尔法测试脉冲通过液体闪烁计数器被识别为对应于阿尔法事件。
因此,此实例展现了电子测试源产生精确地模拟真实阿尔法脉冲并且因而被检测到的阿尔法测试脉冲的能力。此实例还展示了电子测试源产生具有不同的能量的模拟放射性事件测试脉冲的能力。
实例2.具有不同的能量的贝塔测试脉冲的模拟频谱
图7示出了通过液体闪烁计数器检测从本文中所描述的电子测试源的原型版本发射的具有不同的强度的贝塔测试脉冲测量到的能量分布频谱。模拟频谱包括由从具有对应于相应地在约75keV、400keV和1700keV处居中的能量的强度的脉冲LED产生的贝塔测试脉冲引起的多个能量峰值710、720和730。
通过电子测试源的脉冲LED发射的此类贝塔测试脉冲可以用于例如校准和/或测试液体闪烁计数器(例如,液体闪烁计数器的阿尔法/贝塔鉴别器电路,例如,液体闪烁计数器的贝塔/伽玛鉴别器电路;例如,鉴别器被实施为区分阿尔法脉冲与贝塔脉冲的软件例程;例如,液体闪烁计数器的能量路径动态范围)。
实例3.14C的模拟频谱
图8A示出了通过液体闪烁计数器检测从经编程以模拟14C频谱的电子测试源的脉冲LED发射的模拟放射性事件测试脉冲测量到的能量分布频谱。
为了比较,图8B示出了通过用于含有14C的样本的液体闪烁计数器记录的频谱。因此,通过电子测试源产生的14C 810的模拟频谱(例如,如图8A中所示)非常类似于14C820的“真实”频谱(例如,如图8B中所示)(例如,当在液体闪烁计数器中测量到14C时产生的频谱,例如,由于14C的放射性衰变通过闪烁剂发射的光谱)。14C的频谱通常用于校准和/或测试液体闪烁计数器的高电压设置。因此,使用电子测试源,可执行此类校准和/或测试而没有14C。
电子测试源的可编程控制器模块(用于此实例中的原型电子测试源中的PIC微控制器)经编程以将电子脉冲信号应用于脉冲LED以便产生模拟14C频谱。在下文中示出了用于编程电子测试源的可编程控制器模块的伪代码的实例:
查找表还可用于模拟14C的频谱,使得电子测试源的脉冲LED发射在对应于14C的“真实”频谱的每个能级处的数个放射性事件测试脉冲(例如,通过液体闪烁计数器检测到的计数)。
实例4.阿尔法和伽玛脉冲的模拟频谱
图9示出了通过液体闪烁计数器通过检测从本文中所描述的电子测试源的原型版本发射的阿尔法测试脉冲和伽玛测试脉冲产生的能量分布频谱。在图9中示出了如通过液体闪烁计数器测量的阿尔法发射器910的模拟频谱和伽玛发射器920的模拟频谱。实例示出了所发射的阿尔法和伽玛测试脉冲被正确地识别为通过液体闪烁计数器相应地对应于阿尔法事件和伽玛事件。
因此,在此实例中,通过液体闪烁计数器检测到的阿尔法测试脉冲可区分于伽玛测试脉冲。因此,电子测试源可发射伽玛测试脉冲(例如,对应于用于产生伽玛发射器920的模拟频谱的伽玛测试脉冲)以校准和/或测试液体闪烁计数器的鉴别器和/或信号校正设施(例如,软件)(例如,以拒绝对应于伽玛事件的检测到的信号同时保留对应于所期望的[例如,阿尔法或贝塔]脉冲的检测到的信号)。
实例5.测试计数速率线性
为了评估液体闪烁计数器的计数速率线性,针对进行500,000衰变数每分钟的14C放射性校准标准(500K DPM 14C)测量计数速率并且电子测试源在两个不同的模式中操作:(i)脉冲之间的固定时间间隔和(ii)脉冲之间的改变的(例如,伪随机)时间间隔。500K DPM14C标准是在适当的条件下准备的以产生500,000计数每分钟(CPM)的预期的(例如,理论)计数速率。电子测试源类似地经编程以500,000CPM的相同的速率发射光脉冲。
表1示出了计数速率和百分比误差(例如,与500,000CPM的目标计数速率相比的百分比误差)。百分比误差被计算为:
表1:用于使用14C标准和SS源的500K DPM的计数每分钟(CPM)
样本 | CPM(1/min) | 误差(%) |
14C标准 | 447083 | -10.6 |
(i)闪烁模拟器-恒定的脉冲周期 | 500401 | 0.1 |
(ii)闪烁模拟器-改变的脉冲周期 | 500399 | 0.1 |
电子测试源发射的脉冲与使用常规的14C校准标准实现的(-10.6%)相比具有低得多的误差(0.1%)的更接近500,000CPM的所期望的计数速率。
14C校准标准的相对大的误差可由例如在样本制备(例如,移液和/或测量误差)期间的人为误差、样本猝灭(例如,化学物质或其它材料干扰放射性衰变事件到光或光检测的转换)、仪器低效率(例如,经配置以对在0keV到156keV的能量范围中的14C的低能量脉冲进行计数的液体闪烁计数器的低光学低效率)引起。
在此实例测试的模式(i)中,电子测试源以约120μs的脉冲之间的固定时间间隔操作。在模式(ii)中,电子测试源经编程以发射具有5μs的初始脉冲间隔的脉冲。脉冲之间的时间间隔随后逐渐地增大高达在235脉冲的跨度上的约200μs的最大值,此时重复此脉冲序列。
图10示出了在模式(ii)中的计数速率测试期间应用于电子测试源的脉冲LED的电子脉冲信号(例如,脉冲序列),如上文所呈现。通过脉冲LED发射的光的强度对应于约900keV的能量。
使用用于测试计数速率线性的此实例方法,可防止由在样本制备(例如,移液和/或测量误差)期间的人为误差、样本猝灭(例如,化学物质或其它材料干扰放射性衰变事件到光或光检测的转换)以及仪器低效率(例如,经配置以对在0keV到156keV的能量范围中的14C的低能量脉冲进行计数的液体闪烁计数器的低光学低效)所引起的问题。
模拟背景光的产生-发光
在某些实施例中,图1的电子测试源100可包含照明LED 116,如图1的说明性实施例中所示,以用于产生包括足够小数目的光子的模拟背景光以便模拟对应于背景发光的单光子事件。在某些实施例中,照明LED 116可以通过不透明的表面112(例如,覆盖有黑色胶带的表面)与顶部脉冲LED 102光学地分离。在某些实施例中,照明LED可以是各种色彩和/或大小的LED。在某些实施例中,选择照明LED的色彩使得色彩(波长)与给定液体闪烁计数器的PMT最为敏感的波长近似地匹配,通常在可见光谱的绿色和蓝色区中。因此,照明LED可以是绿色LED。可以选择照明LED的色彩(例如,发射波长)以匹配背景发光的常用源的发射波长。在某些实施例中,照明LED 116可以由光学地扩散的材料114(例如,)围绕。
在某些实施例中,应用于电子测试源的照明LED的电子照明信号确定通过照明LED发射的模拟背景光的强度。举例来说,电子照明信号(例如,固定电子照明信号)的幅值可以经调节(例如,使用电子测试源的可编程控制器模块[例如,微控制器])使得电子照明信号当应用于照明LED时引起具有可控制的强度的模拟背景光的发射。举例来说,电子照明信号(例如,脉冲宽度调制(PWM)电子照明信号)的工作循环可以经调节(例如,使用电子测试源的可编程控制器模块[例如,微控制器])使得电子照明信号当应用于照明LED时引起具有可控制的强度的模拟背景光的发射。
在某些实施例中,可以使用模拟背景光连同所产生的模拟放射性事件测试脉冲一起用于液体闪烁计数器的校准和/或测试。图17C示出了用于经由模拟放射性事件测试脉冲连同模拟背景光一起的产生的液体闪烁计数器的校准和/或测试的实例过程1730。具体地说,模拟放射性事件测试脉冲是连同模拟背景光1734一起通过电子测试源产生的1732。模拟放射性事件测试脉冲和模拟背景光是通过液体闪烁计数器检测到的1736,并且用于液体闪烁计数器的校准和/或测试1738。具体地说,如下文中所描述,可使用此方式执行发光校正设施的校准和/或测试(1738a)。
在某些实施例中,电子测试源100可同时从脉冲LED 102发射模拟放射性事件测试脉冲并且从照明LED 116发射背景光。因此,电子测试源可用于校准和/或测试拒绝发光的发光校正设施同时俘获对应于放射性事件的所期望的光脉冲。发光校正设施可以是电子电路系统和/或软件例程。举例来说,发光校正设施可以被实施为硬件与软件的组合,其中硬件组件包括测量发光存在的量的电子设备,并且软件组件在后处理中减去测量到的发光。
实例6.具有模拟背景光的贝塔发射器的模拟频谱
图11示出了在模拟背景光的存在下通过检测贝塔测试脉冲通过液体闪烁计数器测量到的能量分布频谱。贝塔测试脉冲和模拟背景光是通过本文中所描述的电子测试源的原型版本产生的。在此实例中,贝塔测试脉冲的模拟频谱中的峰值被识别为对应于贝塔发射器-在图11中示出为峰值1110。对应于图11中的峰值1120的模拟背景光被识别为背景光。
因此,可以使用此类贝塔测试脉冲和模拟背景光,例如,以校准和/或测试液体闪烁计数器(例如,发光校正软件和/或电路系统用于拒绝发光同时俘获对应于放射性衰变事件的所期望的脉冲)。
用于液体闪烁计数器的校准和/或测试的电子测试源的可编程控制
图12示出了用于测试和/或校准液体闪烁计数器的系统的框图。举例来说,电子测试源(1225)包括能够发射模拟放射性测试脉冲的脉冲LED(1230)、可编程源控制器模块(例如,微控制器)(1235)、电路系统(1240),以及用于发射模拟背景光的照明LED(1245)。电子测试源可以放置在20mL瓶(或其它容器)中,所述瓶可以放置在包括一或多个光电倍增管(PMT)的液体闪烁计数器(1210)的检测器中。在图12中,示出了两个PMT,1215和1220。模拟放射性事件测试脉冲的光脉冲波形可用于校准和/或测试液体闪烁计数器。图1的电子测试源100的可编程源控制器模块(例如,微控制器)108可例如具有快闪存储器和处理器(1250),其允许它经编程以用于多个目的和出于新目的经重新编程。此处理器和存储器(1250)可具有存储于其上的指令,其中所述指令在由所述处理器执行时,使得所述处理器执行本文中所描述的校准和/或测试方法。
在一些实施例中,电子测试源通过DIP开关手动地受到控制,允许电子测试源在被放置在液体闪烁计数器内部以用于校准和/或测试之前通过用户配置。在一些实施例中,电子测试源通过无线信号(例如,红外传感器和远程)远程地受到控制,允许电子测试源经配置和重新配置而没有从液体闪烁计数器移除电子测试源。配置和操作电子测试源的DIP开关或无线信号中的任一者的使用可例如改进易用性并且允许电子测试源有效地并入到工作流中以用于校准和/或测试。在某些实施例中,可编程控制器模块(例如,微控制器)可以是使用无线信号远程地重新编程的。
在一些实施例中,装置可包含微型压电扬声器(例如,蜂鸣器)以提供可听指示(例如,通过“哔哔声”的模式)以指示当前操作模式,或指示误差,或指示对用户干预的需要(例如,当需要替换电池时)。
在一些实施例中,电子测试源包括内置温度传感器(例如,热敏电阻器或热电偶)以校正LED的温度依赖性亮度。
在一些实施例中,通过调节器供电的缓冲器可以添加成与驱动脉冲晶体管的基极的信号串联,使得晶体管动作并不受电池电压的改变的影响。
电路系统
图13A根据说明性实施例示出了电子测试源的电路系统的图式。可编程源控制器模块(例如,微控制器)108例如可包含8位数/模转换器1304(DAC)和运算放大器1306并且由一或多个电池1302(例如,2.7V到3.6V电池)供电。在一些实施例中,用于校准和/或测试液体闪烁计数器的电子测试源可采用10位或12位DAC 1304以产生具有较高时间分辨率的电子脉冲信号。
电子测试源可例如经编程以调节应用于脉冲LED 102的电子脉冲信号(例如,电流,例如,电压)。举例来说,电子测试源的可编程源控制器模块(例如,微控制器)108可经编程以选择对应于脉冲LED 102的电路路径1310。电压1316可例如对晶体管1312与脉冲LED102之间的电容器1314充电。电路路径1310可随后例如通过“接通”电子切换组件(例如,通过将电压应用于晶体管1312的基极)被选择。电路路径1310的选择可使得电容器1314快速地放电穿过脉冲LED 102。从脉冲LED 102发射的模拟放射性事件测试脉冲的脉冲波形可例如至少部分通过电容器1314的电容确定(例如,较高电容对应于较长脉冲宽度)。
在某些实施例中,电子测试源可经编程以调节应用于照明LED 116的电子照明信号(例如,固定电流或电压,例如,脉冲宽度调制电流或电压)。举例来说,电子测试源的可编程源控制器模块(例如,微控制器)108可经编程以应用控制信号1330以调节应用于照明LED116的电子照明信号。
图13B根据说明性实施例示出了电子测试源的电路系统的图式。举例来说,开关1350可充当用于可编程源控制器模块(例如,微控制器)108的功率开关,使得当开关1350闭合时电子测试源由电池1302供电。控制信号1360和1365可用于相应地对应于阿尔法测试脉冲和贝塔测试脉冲的发射的选择电路路径。可以调节电压1370,例如以对每个电路路径的电容器充电,并且脉冲参考电压1375可例如经调节以调节通过电子测试源发射的模拟放射性测试脉冲的动态范围。可以调节控制信号1380以从电子测试源的照明LED发射模拟背景光。
图13C根据说明性实施例示出了用于从脉冲LED 102产生阿尔法、贝塔和/或伽玛测试脉冲的电子测试源的电路系统的一部分。图13C的电路系统连接到图13B中所示的电路的控制信号1360和1370、电压1370以及脉冲参考电压1375。
电子测试源的电路系统可以用于例如产生对应于阿尔法测试脉冲的发射的第一种类的电子脉冲信号。举例来说,(图13B的)可编程源控制器模块(例如,微控制器)108可以经编程以将控制信号(例如,电流或电压)1360应用于对应于来自脉冲LED 102的阿尔法测试脉冲的发射的选择电路路径1340a。电压1370可对晶体管1342a与脉冲LED 102之间的电容器1344a充电。电路路径1340a可随后例如通过“接通”电子切换组件(例如,通过将电压应用于晶体管1342a的基极)被选择。电路路径1340a的选择使得电容器1344a快速地放电穿过脉冲LED 102。从脉冲LED 102发射的模拟放射性事件测试脉冲的脉冲波形可例如至少部分通过电容器1344a的电容确定(例如,较高电容对应于较长脉冲宽度)。脉冲LED 102可通过脉冲参考电压1375加偏压,使得脉冲LED 102可通过较低幅值电子脉冲信号的应用发射光,延伸通过电子测试源发射的阿尔法测试脉冲的能量的动态范围(例如,从0keV到2000keV)。
类似地,在某些实施例中,电子测试源的电路系统产生第二种类的电子脉冲信号,其当应用于脉冲LED时引起贝塔测试脉冲的发射。举例来说,图13B的可编程源控制器模块(例如,微控制器)108可经编程以将控制信号(例如,电压,例如,电流)1365应用于对应于来自脉冲LED 102的贝塔测试脉冲的发射的选择电路路径1340b。电压1370对晶体管1342b与脉冲LED 102之间的电容器1344b充电。电路路径1340b可例如通过“接通”电子切换组件(例如,通过将电压应用于晶体管1342b的基极)被选择。电路路径1340b的选择使得电容器1344b快速地放电穿过脉冲LED 102。从脉冲LED 102发射的模拟放射性事件测试脉冲的脉冲波形可例如至少部分通过电容器1344a的电容确定(例如,较高电容对应于较长脉冲宽度)。在某些实施例中,脉冲LED 102可以通过脉冲参考电压1375加偏压,使得脉冲LED 102可通过较低幅值电子脉冲信号的应用发射光,延伸通过电子测试源发射的贝塔测试脉冲的能量的动态范围。
在某些实施例中,可以同时选择第一电路路径(例如,电路路径1340a)和第二电路路径(例如,电路路径1340b)两者以产生第三种类的电子脉冲信号,其当应用于脉冲LED时,引起具有模拟通过例如BGO的固体闪烁剂产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形的伽玛测试脉冲的发射。举例来说,第三种类的电子脉冲信号可对应于第一和第二种类的重叠电子脉冲信号。在某些实施例中,第二种类的电子脉冲信号可以通过(例如,约100ns到1000ns的)短延迟产生以产生更广(例如,具有较大脉冲宽度和/或较长脉冲尾部长度)并且与阿尔法和贝塔测试脉冲相比较晚达到其脉冲峰值的伽玛测试脉冲。以此方式,伽玛测试脉冲产生为具有模拟通过例如BGO的固体闪烁剂产生的光脉冲的光脉冲波形的光脉冲波形。
如上文所论述,类似于贝塔脉冲的伽玛脉冲也可以通过液体闪烁剂发射,举例来说由于外部伽马射线(例如,宇宙射线)撞击液体闪烁剂。表示这些较短伽玛脉冲的伽玛测试脉冲可以经由用于产生如上文所描述的贝塔测试脉冲的相同或类似电路系统产生,参考图13C并且在下文参考图14A。
图13D根据说明性实施例示出了用于产生来自照明LED 116的模拟背景光的电子测试源的电路系统的一部分。举例来说,开关1334可用于选择对应于发光或余脉冲的模拟的控制信号。当开关1334在左侧位置中时,例如,控制信号1380可以穿过电阻器1332被应用于照明LED 116以便产生模拟发光或余脉冲。控制信号1380可包括例如,固定信号(例如,直流电压)或脉冲宽度调制信号。
在某些实施例中,控制信号1380可以被应用于图13D的电路系统,同时控制信号1360和/或1365被相应地应用于图13C的电路路径1340a和/或1340b。因此,在某些实施例中,电子测试源可同时发射模拟背景光和模拟放射性事件测试脉冲,允许执行与先前可能使用的常规的方式(例如,通过使用放射性材料和/或易失性化学物质作为校准标准)相比更广范围的校准和测试方法。
在某些实施例中,图13B的可编程源控制器模块108可以经编程使得电子照明信号在电子脉冲信号之后不久产生(例如,以同步方式)以便模拟在由放射性事件引起的光脉冲之后出现的余脉冲。举例来说,模拟放射性事件测试脉冲(例如,经由用于产生贝塔测试脉冲的控制信号1365)可提示控制信号1380用于模拟余脉冲的产生的应用。举例来说,贝塔测试脉冲可以通过脉冲LED 102在来自照明LED 116的余脉冲的5ns到5μs之后发射。以此方式,从电子测试源发射的光可模拟由于通过外部伽马射线(例如,宇宙射线)的激励通过闪烁剂发射的光脉冲。
参考图13D,当开关1334在右侧位置中时,可编程源控制器模块108可改变电压1370以改变通过照明LED 116产生的发光的强度。
实例6.用于产生具有受到控制的脉冲宽度和尾部长度的阿尔法或贝塔测试脉冲的替代的电路系统
图14A示出了用于产生具有受到控制的脉冲宽度和尾部长度的阿尔法或贝塔测试脉冲的图13C的电路路径1340b的经修改的版本的电路图。如在图14A的电路路径1340b中,图13B的可编程源控制器模块(例如,微控制器)108可经编程以将控制信号(例如,电压、例如,电流)1365应用于对应于来自脉冲LED 102的阿尔法或贝塔测试脉冲的发射的选择电路路径1340b。电压1370可对电容器1344b充电。电路路径1340b可例如通过“接通”电子切换组件(例如,通过将电压应用于晶体管1342b的基极)被选择。电路路径1340b的选择可使得电容器1344b穿过脉冲LED 102且穿过脉冲缩短电路1400快速放电。电容器1404可使得电子切换组件(例如,晶体管)1402在晶体管1342b的激活之后以(例如,数十纳秒的)短延迟“接通”。电阻器1406的电阻可例如改变(例如,使用电位计)以调节应用于脉冲LED 102的电子脉冲信号的脉冲宽度。在此实例中,从脉冲LED 102发射的模拟放射性事件测试脉冲的脉冲波形可例如至少部分通过电容器1344b的电容、电容器1404的电容和电阻器(或电位计)1406的电阻确定。
图14B根据本文中所描述的系统和方法的说明性实施例示出了应用于包括图14A中所示的电路系统的电子测试源的脉冲LED以发射缩短的贝塔测试脉冲的电子脉冲信号。图14B中所示的模拟电子脉冲信号对应于应用于脉冲LED穿过图13C中所示的电路系统的第二电路路径1342b的电子脉冲信号。可例如通过电子测试源的可编程源控制器模块选择的图14B中所示的电子脉冲信号的脉冲高度是约2mA。
为了形成更接近地类似阿尔法脉冲的脉冲波形的脉冲波形,可以包含电阻器1408。25和75欧之间的值以接近地模拟实际阿尔法脉冲的方式延长最后一半的脉冲尾部。
计算机和网络
如图15中所示,如本文中所描述,示出和描述了用于提供系统和方法、用于校准和/或测试液体闪烁计数器的网络环境1500的实施方案。简洁概括地说,现在参考图15,示出且描述了示例性云计算环境1500的框图。云计算环境1500可包含一或多个资源提供者1502a、1502b、1502c(统称为,1502)。每个资源提供者1502可包含计算资源。在一些实施方案中,计算资源可包含用于处理数据的任何硬件和/或软件。举例来说,计算资源可包含能够执行算法、计算机程序和/或计算机应用程序的硬件和/或软件。在一些实施方案中,示例性计算资源可包含具有存储和检索能力的应用程序服务器和/或数据库。每个资源提供者1502可以连接到云计算环境1500中的任何其它资源提供者1502。在一些实施方案中,资源提供者1502可以通过计算机网络1508连接。每个资源提供者1502可通过计算机网络1508连接到一或多个计算装置1504a、1504b、1504c(统称为,1504)。
云计算环境1500可包含资源管理器1506。资源管理器1506可通过计算机网络1508连接到资源提供者1502和计算装置1504。在一些实施方案中,资源管理器1506可促进通过一或多个资源提供者1502将计算资源提供到一或多个计算装置1504。资源管理器1506可从特定计算装置1504接收对计算资源的请求。资源管理器1506可识别能够提供计算装置1504所请求的计算资源的一或多个资源提供者1502。资源管理器1506可选择资源提供者1502来提供计算资源。资源管理器1506可促进资源提供者1502与特定计算装置1504之间的连接。在一些实施方案中,资源管理器1506可在特定资源提供者1502与特定计算装置1504之间建立连接。在一些实施方案中,资源管理器1506可将特定计算装置1504重新引导到具有所请求的计算资源的特定资源提供者1502。
图16示出了可用于实施本发明中描述的技术的计算装置1600和移动计算装置1650的实例。计算装置1600意图表示各种形式的数字计算机,例如膝上型计算机、桌上型计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机和其它适当的计算机。移动计算装置1650意图表示各种形式的移动装置,例如个人数字助理、蜂窝式电话、智能电话和其它类似计算装置。这里示出的组件,它们的连接和关系以及它们的功能仅仅意味着是实例,且并不意味着限制。
计算装置1600包含处理器1602、存储器1604、存储装置1606、连接到存储器1604和多个高速扩展端口1610的高速接口1608,以及连接到低速扩展端口1614和存储装置1606的低速接口1612。处理器1602、存储器1604、存储装置1606、高速接口1608、高速扩展端口1610和低速接口1612中的每一个是使用各种总线互连的,并且可以安装在共同母板上或在适当时以其它方式安装。处理器1602可以处理用于在计算装置1600内执行的指令,包含存储在存储器1604中或存储装置1606上的指令以在例如耦合到高速接口1608的显示器1616的外部输入/输出装置上显示用于GUI的图形信息。在其它实施方案中,可在适当时使用多个处理器和/或多个总线连同多个存储器和存储器类型一起。并且,可连接多个计算装置,其中每个装置提供必要操作的部分(例如,作为服务器组,刀片式服务器的群组,或多处理器系统)。因此,如在本文中使用术语,在多个功能被描述为通过“处理器”执行的情况下,这涵盖其中多个功能通过任何数目的计算装置(一或多个)的任何数目的处理器(一或多个)执行的实施例。此外,在功能被描述为通过“处理器”执行的情况下,这涵盖其中所述功能通过任何数目的计算装置(一或多个)(例如,在分布式计算系统中)的任何数目的处理器(一或多个)执行的实施例。
存储器1604将信息存储在计算装置1600内。在一些实施方案中,存储器1604是一或多个易失性存储器单元。在一些实施方案中,存储器1604是一或多个非易失性存储器单元。存储器1604也可以是另一形式的计算机可读媒体,例如磁盘或光盘。
存储装置1606能够为计算装置1600提供大容量存储装置。在一些实施方案中,存储装置1606可以是或含有计算机可读媒体,例如软盘装置、硬盘装置、光盘装置或磁带装置、快闪存储器或其它类似的固态存储装置、或装置的阵列,包含存储区域网络或其它配置中的装置。指令可以存储在信息载体中。所述指令在由一或多个处理装置(例如,处理器1602)执行时执行例如上文所描述的方法的一或多个方法。指令也可由一或多个存储装置存储,所述存储装置例如计算机或机器可读媒体(例如,存储器1604、存储装置1606,或处理器1602上的存储器)。
高速接口1608管理用于计算装置1600的带宽密集操作,而低速接口1612管理较低带宽密集操作。此类功能的分配仅是实例。在一些实施方案中,高速接口1608耦合到存储器1604、显示器1616(例如,通过图形处理器或加速器),并且耦合到可接受各种扩展卡(未示出)的高速扩展端口1610。在所述实施方案中,低速接口1612耦合到存储装置1606和低速扩展端口1614。可包含各种通信端口(例如,USB、以太网、无线以太网)的低速扩展端口1614可耦合到一或多个输入/输出装置,例如键盘、指向装置、扫描仪,或联网装置例如交换器或路由器,例如,通过网络适配器。
如图中所示,计算装置1600可以按许多不同形式实施。举例来说,它可以实施为标准服务器1620,或在此类服务器的群组中多次实施。另外,它可以在例如膝上型计算机1622的个人计算机中实施。它还可以被实施为机架服务器系统1624的部分。替代地,来自计算装置1600的组件可与移动装置(未示出)中的例如移动计算装置1650的其它组件组合。此类装置中的每一个可以含有计算装置1600和移动计算装置1650中的一或多个,并且整个系统可以由彼此通信的多个计算装置组成。
移动计算装置1650包含处理器1652、存储器1664、例如显示器1654的输入/输出装置、通信接口1666和收发器1668,以及其它组件。移动计算装置1650也可以配备有例如微型驱动器或其它装置的存储装置以提供额外存储。处理器1652、存储器1664、显示器1654、通信接口1666和收发器1668中的每一个是使用各种总线互连的,并且所述组件中的若干者可以安装在共同母板上或在适当时以其它方式安装。
处理器1652可以执行移动计算装置1650内的指令,包含存储于存储器1664中的指令。处理器1652可以被实施为芯片的芯片组,包含单独的和多个模拟和数字处理器。处理器1652可提供例如用于移动计算装置1650的其它组件(例如,用户接口的控件)、由移动计算装置1650运行的应用程序和通过移动计算装置1650的无线通信的协调。
处理器1652可通过耦合到显示器1654的控制接口1658和显示接口1656与用户通信。显示器1654可以是例如TFT(薄膜晶体管液晶显示器)显示器或OLED(有机发光二极管)显示器,或其它适当的显示器技术。显示器接口1656可包括用于驱动显示器1654以呈现图形和其它信息给用户的适当的电路系统。控制接口1658可从用户接收命令且对其进行转换以提交给处理器1652。另外,外部接口1662可以提供与处理器1652的通信,以便实现移动计算装置1650与其它装置的近区通信。外部接口1662可例如在一些实施方案中用于有线通信或在其它实施方案中用于无线通信,且也可使用多个接口。
存储器1664将信息存储在移动计算装置1650内。存储器1664可以被实施为一或多个计算机可读媒体、一或多个易失性存储器单元,或者一或多个非易失性存储器单元中的一或多个。也可以提供扩展存储器1674且通过扩展接口1672连接到移动计算装置1650,所述扩展接口可包含例如,SIMM(单列直插存储器模块)卡接口。扩展存储器1674可以为移动计算装置1650提供额外的存储空间,或者还可以存储应用程序或有关移动计算装置1650的其它信息。确切地说,扩展存储器1674可包含指令以执行或补充上文所描述的过程,并且还可包含安全信息。因此,举例来说,扩展存储器1674可以被提供为用于移动计算装置1650的安全模块,并且可以编程而具有允许移动计算装置1650的安全使用的指令。另外,可以经由SIMM卡提供安全应用程序连同额外信息一起,例如以不可破解的方式将识别信息置于SIMM卡上。
存储器可包含例如快闪存储器和/或NVRAM存储器(非易失性随机存取存储器),如下文所论述。在一些实施方案中,指令存储于信息载体中,且指令在由一或多个处理装置(例如,处理器1652)执行时执行一或多个方法,例如上文所描述的那些方法。指令也可由一或多个存储装置存储,例如一或多个计算机或机器可读媒体(例如,存储器1664、扩展存储器1674或处理器1652上的存储器)。在一些实施方案中,指令可例如经由收发器1668或外部接口1662在传播信号中接收。
移动计算装置1650可通过通信接口1666无线地通信,所述通信接口必要时可包含数字信号处理电路系统。通信接口1666可实现在各种模式或协议下的通信,例如GSM语音呼叫(全球移动通信系统)、SMS(短消息服务)、EMS(增强型消息接发服务),或MMS消息接发(多媒体消息接发服务)、CDMA(码分多址)、TDMA(时分多址)、PDC(个人数字蜂窝式)、WCDMA(宽带码分多址)、CDMA2000或GPRS(通用包无线电服务)及其它。此类通信可例如使用射频通过收发器1668发生。另外,短程通信可例如使用Wi-FiTM或其它此类收发器(未示出)而发生。另外,GPS(全球定位系统)接收器模块1670可将额外的导航和位置相关无线数据提供到移动计算装置1650,其可在适当时由移动计算装置1650上运行的应用程序使用。
移动计算装置1650还可使用音频编解码器1660以音频方式通信,所述音频编解码器可接收来自用户的口头信息且将其转换为可用的数字信息。音频编解码器1660可以类似地为用户产生可听声音,例如通过例如移动计算装置1650的手机中的扬声器。此类声音可包含来自语音电话呼叫的声音,可包含记录的声音(例如,语音信息、音乐文件等)并且还可包含通过在移动计算装置1650上操作的应用程序产生的声音。
如图中所示,移动计算装置1650可以按许多不同形式实施。举例来说,它可以被实施为蜂窝式电话1680。它也可以被实施为智能电话1682、个人数字助理或其它类似移动装置的部分。
此处所描述的系统和技术的各种实施方案可在数字电子电路系统、集成电路系统、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现。这些各种实施方案可包含一或多个计算机程序中的实施方案,所述计算机程序可在可编程系统上执行和/或解译,所述可编程系统包含至少一个可编程处理器,它可以是专用的或通用的,经耦合以从存储系统、至少一个输入装置以及至少一个输出装置接收数据和指令,并且向存储系统、至少一个输入装置以及至少一个输出装置发射数据和指令。
这些计算机程序(也被称作程序、软件、软件应用程序或代码)包含用于可编程处理器的机器指令,并且可以用高级程序和/或面向对象的编程语言和/或用汇编/机器语言实施。如本文中所使用,术语机器可读媒体和计算机可读媒体是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、设备和/或装置(例如,磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD)),包含接收机器指令作为机器可读信号的机器可读媒体。术语机器可读信号是指用于将机器指令和/或数据提供到可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互,此处所描述的系统和技术可以在计算机上实施,所述计算机具有用于向用户显示信息的显示装置(例如,CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)以及用户可以用来向计算机提供输入的键盘和指向装置(例如,鼠标或轨迹球)。其它种类的装置同样可以用于提供与用户的交互;举例来说,向用户提供的反馈可以是任何形式的感觉反馈(例如,视觉反馈、听觉反馈或触感反馈);并且来自用户的输入可以按任何形式接收,包含声学、话语或触感输入。
此处所描述的系统和技术可以在计算系统中实施,所述计算机系统包含后端组件(例如,作为数据服务器),或者包含中间件组件(例如,应用程序服务器),或者包含前端组件(例如,具有图形用户接口或Web浏览器的客户端计算机,用户可以通过所述图形用户接口或所述浏览器与此处所描述的系统和技术的实施方案交互),或者此类后端、中间件或前端组件的任何组合。所述系统的组件可以通过任何形式或媒体的数字数据通信(例如,通信网络)互连。通信网络的实例包含局域网(LAN)、广域网(WAN)和因特网。
计算系统可以包含客户端和服务器。客户端和服务器通常远离彼此,并且通常通过通信网络交互。客户端与服务器的关系是借助于在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序产生。
本文中所描述的不同的实施方案的元件可以组合以形成上文未具体阐述的其它实施方案。元件可以从本文中所描述的过程、计算机程序、数据库等省略,而不会不利地影响其操作。另外,图式中所描绘的逻辑流程不需要按所示的特定次序或顺序次序来实现所期望的结果。各种单独的元件可以组合成一或多个个体元件以执行本文所描述的功能。在一些实施方案中,考虑到此处描述的系统和方法的结构、功能和设备。
贯穿其中将设备和系统描述为具有、包含或包括特定组件,或其中将过程和方法描述为具有、包含或包括特定步骤的整个描述内容,另外预期存在基本上由所述组件组成或由所述组件组成的本发明的设备和系统,并且存在基本上由所述处理步骤组成或由所述处理步骤组成的根据本发明的过程和方法。
应理解,步骤的次序或用于执行某些动作的次序是不重要的,只要本发明保持可操作即可。此外,两个或大于两个步骤或动作可以同时进行。
虽然已参考特定的优选实施例特定地示出并且描述本发明,但是所属领域的技术人员应理解,可以在其中进行各种形式和细节的改变而不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围。
Claims (16)
1.一种用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,所述方法包括:
(a)从所述电子测试源的脉冲发光二极管LED产生多个模拟放射性事件测试脉冲,其中每个模拟放射性事件测试脉冲属于选自由以下各者组成的群组的种类:
(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;
(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;以及
(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形,
其中所述多个模拟放射性事件测试脉冲包括至少一个贝塔测试脉冲以及至少一个阿尔法测试脉冲;以及
(b)通过所述液体闪烁计数器的一或多个检测器检测所述多个模拟放射性事件测试脉冲;
其中:
所述多个模拟放射性事件测试脉冲包括至少一个伽玛测试脉冲,以及
所述方法包括基于(i)所述至少一个阿尔法测试脉冲和/或所述至少一个贝塔测试脉冲的检测以及(ii)所述至少一个伽玛测试脉冲的检测校准所述液体闪烁计数器的一或多个鉴别器。
2.根据权利要求1所述的用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,其包括基于通过所述液体闪烁计数器对所述至少一个阿尔法测试脉冲以及所述至少一个贝塔测试脉冲的所述检测校准所述液体闪烁计数器的一或多个鉴别器。
3.一种用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,所述方法包括:
(a)从所述电子测试源的脉冲LED产生多个模拟放射性事件测试脉冲,其中每个模拟放射性事件测试脉冲属于选自由以下各者组成的群组的种类:
(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;
(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;以及
(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;
(b)调节如下(i)和(ii)中的至少一个:
(i)所述模拟放射性事件测试脉冲中的一或多个的强度;以及
(ii)两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔;以及
(c)通过所述液体闪烁计数器的一或多个检测器检测所述多个模拟放射性事件测试脉冲;
其中:
步骤(b)包括调节所述两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的所述时间间隔以产生在固定速率下发射的模拟放射性事件测试脉冲的序列,
步骤(c)包括检测所述模拟放射性事件测试脉冲的序列,以及
所述方法包括基于所述模拟放射性事件测试脉冲的检测到的序列校准和/或测试所述液体闪烁计数器的计数速率线性。
4.根据权利要求3所述的用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,其中:
所述多个模拟放射性事件测试脉冲包括贝塔测试脉冲,
步骤(b)包括调节所述贝塔测试脉冲中的一或多个的强度以产生模拟碳14(14C)频谱的强度的分布,由此产生模拟14C频谱,
步骤(c)包括检测所述模拟14C频谱,以及
所述方法包括基于所述检测到的模拟14C频谱校准和/或测试所述液体闪烁计数器的一或多个高电压设置。
5.根据权利要求3所述的用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,其中:
步骤(b)包括调节所述模拟放射性事件测试脉冲中的一或多个的强度以产生具有不同的强度的多个模拟放射性事件测试脉冲,以及
步骤(c)包括检测具有不同的强度的所述多个模拟放射性事件测试脉冲,以及所述方法包括基于具有不同的强度的所述检测到的模拟放射性事件测试脉冲的所述强度校准和/或测试所述液体闪烁计数器的能量路径动态范围。
6.根据权利要求3所述的用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,其中:
步骤(b)包括重复地调节连续放射性事件测试脉冲之间的所述时间间隔以产生模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列,
步骤(c)包括检测所述模拟放射性事件测试脉冲的伪随机序列,以及
所述方法包括基于所述模拟放射性事件测试脉冲的检测到的伪随机序列校准和/或测试所述液体闪烁计数器的失效时间校正。
7.一种用于使用电子测试源校准和/或测试液体闪烁计数器的方法,所述方法包括:
(a)从所述电子测试源的脉冲LED产生多个模拟放射性事件测试脉冲,其中每个模拟放射性事件测试脉冲属于选自由以下各者组成的群组的种类:
(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;
(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;以及
(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;
(b)调节如下(i)和(ii)中的至少一个:
(i)所述模拟放射性事件测试脉冲中的一或多个的强度;以及
(ii)两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔;以及
(c)通过所述液体闪烁计数器的一或多个检测器检测所述多个模拟放射性事件测试脉冲;
其中:
步骤(b)包括在产生主要模拟放射性事件测试脉冲之后75纳秒到5微秒产生多个模拟放射性事件测试脉冲,
步骤(c)包括检测所述模拟放射性事件测试脉冲的序列,以及
所述方法包括基于所述检测到的主要测试脉冲以及检测到的模拟余脉冲辐射校准和/或测试所述液体闪烁计数器的时间分辨液体闪烁计数TRLSC电子设备和/或软件。
8.一种用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,所述系统包括:
检测器,其用于产生对应于测试样本中的多个检测到的放射性事件中的每一个的脉冲信号;
电子测试源,其包括脉冲发光二极管LED、电路系统以及可编程源控制器模块;
处理器;以及
存储器,其具有存储于其上的指令,其中所述指令在由所述处理器执行时,使得所述处理器执行以下操作:
(a)从所述电子测试源的所述脉冲发光二极管LED产生多个模拟放射性事件测试脉冲,其中每个模拟放射性事件测试脉冲属于选自由以下各者组成的群组的种类:
(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;
(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;以及
(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形,
其中所述多个模拟放射性事件测试脉冲包括至少一个贝塔测试脉冲以及至少一个阿尔法测试脉冲;以及
(b)通过所述检测器检测所述多个模拟放射性事件测试脉冲;
其中:
所述多个模拟放射性事件测试脉冲包括至少一个伽玛测试脉冲,以及
所述指令在由所述处理器执行时,使得所述处理器基于(i)所述至少一个阿尔法测试脉冲和/或所述至少一个贝塔测试脉冲的检测以及(ii)所述至少一个伽玛测试脉冲的检测校准所述液体闪烁计数器的一或多个鉴别器。
9.根据权利要求8所述的用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,其中所述指令在由所述处理器执行时,使得所述处理器基于通过所述液体闪烁计数器的所述至少一个阿尔法测试脉冲以及所述至少一个贝塔测试脉冲的所述检测校准所述液体闪烁计数器的一或多个鉴别器。
10.根据权利要求8所述的用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,其中:
(a)所述脉冲发光二极管LED是可操作的以发射一或多个模拟放射性事件测试脉冲,对应的电子脉冲信号的每个结果被应用于所述脉冲LED;以及
(b)所述电子测试源的所述电路系统包括用于产生多个电子脉冲信号并且将所述电子脉冲信号应用于所述脉冲LED的电路系统,其中所述一或多个电子脉冲信号中的每一个具有可选的电子脉冲波形使得每个电子脉冲信号当被应用于所述脉冲LED时,引起对应于选自由以下各者组成的群组的光脉冲的种类的模拟放射性事件测试脉冲的发射:
(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形,
(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形,以及
(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;以及
(c)所述可编程源控制器模块是可操作的以选择所述电子脉冲信号中的每一个的所述电子脉冲波形,由此实现来自所述电子测试源的所述脉冲LED的所述多个模拟放射性事件测试脉冲的可编程发射以用于基于通过所述液体闪烁计数器对所述模拟放射性事件测试脉冲的检测而对所述液体闪烁计数器的校准和/或测试。
11.根据权利要求10所述的用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,其中所述电子测试源的所述电路系统包括至少两个可选电路路径:
第一电路路径,其用于产生具有第一电子脉冲波形的第一种类的电子脉冲信号使得将所述电子脉冲信号应用于所述脉冲LED引起阿尔法测试脉冲的发射;以及
第二电路路径,其用于产生具有第二电子脉冲波形的第二种类的电子脉冲信号使得将所述第二种类的所述电子脉冲信号应用于所述脉冲LED引起贝塔测试脉冲的发射。
12.根据权利要求11所述的用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,其中所述可编程源控制器模块是可操作的以,对于所述一或多个电子脉冲信号中的每个电子脉冲信号,通过选择所述第一电路路径和所述第二电路路径中的一或两者选择所述电子脉冲信号的所述电子脉冲波形,其中:
当选择所述第一电路路径时,所述第一种类的所述电子脉冲信号产生并且被应用于所述脉冲LED,由此引起阿尔法测试脉冲的发射,
当选择所述第二电路路径时,所述第二种类的所述电子脉冲信号产生并且被应用于所述脉冲LED,由此引起贝塔测试脉冲的发射,以及
当选择所述第一电路路径和所述第二电路路径两者时,具有第三电子脉冲波形的第三种类的电子脉冲信号产生并且被应用于所述脉冲LED,由此引起伽玛测试脉冲的发射。
13.根据权利要求10所述的用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,其中所述可编程源控制器模块是可操作的以通过调节应用于所述脉冲LED的对应的电子脉冲信号的幅值来调节所述模拟放射性事件测试脉冲的强度。
14.根据权利要求10所述的用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,其中所述可编程源控制器模块是可操作的以通过改变应用于所述脉冲LED的两个或大于两个对应的电子脉冲信号之间的时间间隔来调节两个或大于两个模拟放射性事件测试脉冲之间的时间间隔。
15.一种用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,所述系统包括:
检测器,其用于产生对应于测试样本中的多个检测到的放射性事件中的每一个的脉冲信号;
电子测试源,其包括脉冲发光二极管LED、电路系统以及可编程源控制器模块;
处理器;以及
存储器,其具有存储于其上的指令,其中所述指令在由所述处理器执行时,使得所述处理器执行所述检测器的所述校准和/或测试,
其中:
(a)所述脉冲发光二极管LED是可操作的以发射一或多个模拟放射性事件测试脉冲,对应的电子脉冲信号的每个结果被应用于所述脉冲LED;以及
(b)所述电子测试源的所述电路系统包括用于产生多个电子脉冲信号并且将所述电子脉冲信号应用于所述脉冲LED的电路系统,其中所述一或多个电子脉冲信号中的每一个具有可选的电子脉冲波形使得每个电子脉冲信号当被应用于所述脉冲LED时,引起对应于选自由以下各者组成的群组的光脉冲的种类的模拟放射性事件测试脉冲的发射:
(A)贝塔测试脉冲,其具有模拟由于贝塔发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形,
(B)阿尔法测试脉冲,其具有模拟由于阿尔法发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形,以及
(C)伽玛测试脉冲,其具有模拟由于伽玛发射器的放射性衰变通过闪烁剂产生的光脉冲波形的光脉冲波形;以及
(c)所述可编程源控制器模块是可操作的以选择所述电子脉冲信号中的每一个的所述电子脉冲波形,由此实现来自所述电子测试源的所述脉冲LED的所述多个模拟放射性事件测试脉冲的可编程发射以用于基于通过所述液体闪烁计数器对所述模拟放射性事件测试脉冲的检测而对所述液体闪烁计数器的校准和/或测试,所述系统进一步包括:
(d)照明发光二极管LED,其可操作以由于应用于所述照明LED的对应的电子照明信号发射光模拟背景光;以及
(e)电路系统,其用于产生所述电子照明信号并且将所述电子照明信号应用于所述照明LED,其中所述电子照明信号的幅值和/或工作循环是可调节的使得所述电子照明信号当被应用于所述照明LED时,引起包括足够小数目的光子的所述模拟背景光的发射以便模拟对应于背景发光和/或余脉冲的单光子事件。
16.根据权利要求15所述的用于校准和/或测试液体闪烁计数器的系统,其中所述可编程源控制器模块是可操作的以调节所述电子照明信号,由此实现所述模拟背景光的可编程发射以及基于(i)所述模拟放射性事件测试脉冲的检测和(ii)通过所述液体闪烁计数器对所述模拟背景光的检测而对所述液体闪烁计数器的校准和/或测试。
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