DE2022309C3 - Verfahren zur Behandlung eines flüssigen Szintillatorgemisches - Google Patents

Description

absinkt Auf Grund dieser Eigenschaft können Radioaktivitätsbestimmungen alkalischer Proben durch Szintillations-Zahlung selbst unter Verwendung der besten zur Verfügung stehenden Szintillatorgemische nur dann zu einigermaßen einwandfreien quantitativen Ergebnissen führen, wenn man jeweils an einer Blindprobe die Höhe und den zeitigen Verlauf des Chemolumineszenz-Untergrundes bestimmt und zudem bezüglich des Anfangs und des Endes der Zählperiode vom Zeitpunkt des Vermischens des Szintillationsgemisches mit der zu ι ο vermessenden Probe einerseits und der Blir.dprobe andererseits jeweils genau übereinstimmende Bedingungen einhält oder mit der Szintillations-Zählung nach dem Vermischen der zu vermessenden Probe mit dem SzintUlatorgemisch so lange wartet, bis nach dem Ergebnis des Blindversuchs davon ausgegangen werden kann, daß der Chemolumineszenz-Untergrund wieder auf einen konstanten, bekannten und ausreichend niedrigen Wert abgefallen ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die in der älteren Patentanmeldung P 19 18 2833 vorgeschlagenen Szintillatorgemische so zu behandeln, daß ihre im Vergleich zum Stand der Technik vorteilhaften Eigenschaften erhalten bleiben und die ihnen ebenso wie den bekannten Szintillatorgemischen anhaftende Eigenschaft, daß ihr Chemolumineszenz-Untergrund beim Zusatz von Alkalien langdauernd und drastisch ansteigt, beseitigt wird, so daß auch Proben von basischen Materialien gezählt werden können, die radioaktive Isotope niedriger Energie, wie zum Beispiel ^ Tritium, enthalten.

Diese Aufgabe wird nun bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Szintillatorgemisch zur Beseitigung der Chemolumineszenz so lange mit einem Behandlungsmittel aus der i«, Gruppe der basischen Ionenaustauscherharze, Alkalimetallcarbonate, Alkalimetallbicarbonate und/oder des Ammoniumhydroxids behandelt wird, bis die beim Versetzen des Szintillatorgemisches mit einem basischen Stoff auftretende Chemolumineszenz auf ein annehmbares Untergrund-Niveau abgesunken ist.

Bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens gemäß erfolgt die Behandlung des Szintillatorgemisches durch Aufschlämmen des Behandlungsmittels im Szintillatorgemisch, durch Durchleiten des Szintillatorgemisches durch ein von dem Behandlungsmittel gebildetes Bett oder durch gemeinsame Lagerung des Behandlungsmittels und des Szintillatorgemisches.

Die in den nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zu behandelnden Gemischen verwendeten äthoxylierten Alkylphenole können durch die nachstehende, allgemeine Strukturformel dargestellt werden:

C_nH_2n+1

-(Q-CH₂-CH₂),— OH

worin π im Bereich von 7 bis 16 liegt und χ die durchschnittliche Anzahl von Äthylenoxid-Gruppen pro ^₀ Molekül darstellt. Der Wert von χ wird selbstverständlich in Abhängigkeit von der Anzahl der Kohlenstoffatome in dem Alkylsubstituenten variieren. Im allgemeinen jedoch wird der Wert von χ so groß sein, daß das Verhältnis von n/x im Bereich von 0,83 bis 1,67 liegt. Beispiele von geeigneten, äthoxylierten Alkylphenolen und bevorzugte Bereiche von n/x umfassen äthoxyliertes Hentvlohenol mit einem Bereich von 0,83 bis 1,08, äthoxyliertes Octylphenol mit einem Bereich von 0,83 bis 1,11, äthoxyliertes Nonylphenol mit einem Bereich von 0,89 bis 1,11, äthoxyliertes Decylphenol mit einem Bereich von 0,90 bis 1,17, äthoxyliertes Undecylphenol mit einem Bereich von 033 bis 1,22, äthoxyliertes Dodecylphenol mit einem Bereich von 033 b>s 1.27, äthoxyliertes Tridecylphenol mit einem Bereich von 037 bis 134, äthoxyliertes Tetradecylphenol mit einem Bereich von 1,08 bis 1,55, äthoxyliertes Pentadecylphenol mit einem Bereich von 1,15 bis 1,67 und äthoxyliertes Hexadecylphenol mit einem Bereich von 133 bis 1,51. Wie oben erwähnt, stellt χ eine durchschnittliche Anzahl von Äthoxy-Gruppen pro Molekül dar. Daher werden beispielsweise, wenn man von einem äthoxylierten Alkylphenol mit 10,0 Äthoxy-Gruppen spricht, sowohl Moleküle anwesend sein, welche mehr, als auch solche, welche weniger als 10 Äthoxy-Gruppen besitzen.

Sowohl die äthoxylierten Alkylphenole als auch Verfahren zu ihrer Herstellung sind wohlbekannt

Die in den nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelten Gemischen verwendeten Lösungsmittel sind die flüssigen aromatischen Kohlenwasserstoffe. Nichteinschränkende Beispiele dafür sind Benzol, Toluol, ο-, m-, p-Xylole und Mischungen , derselben, Cumol, die Äthylbenzole und Mesitylen. Es wurde gefunden, daß insbesondere Xylol, Toluol und Äthylbenzol die höchste Zählleistung ergeben. Das in den Gemischen zur Behandlung nach der vorliegenden Erfindung brauchbare Volumverhältnis von Lösungsj mittel zu äthoxyliertem Alkylphenol beträgt im allgemeinen von 3:1 bis 1:1. Das angewandte Verhältnis wird durch die Anforderungen an die Probenstabilität, die Temperatur, bei der die Proben gemessen werden, die Anforderungen an die Zähllei-5 stung und den Prozentgehalt der zu messenden Probe bestimmt. Die brauchbarsten Verhältnisse von Lösungsmittel zu äthoxyliertem Alkylphenol liegen im Bereich von2,4 : Ibis 1,6 :1.

Die gelösten Szintillationsstoffe der erfindungsgemäß behandelten flüssigen Szintillatorgemische sind solche, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Diese gelösten Szintillationsstoffe können lediglich einen Szintillationsstoff enthalten oder sie können ebenso einen zweiten gelösten Stoff enthalten, wie z. B. einen Spektrumverschieber. Einige der besser bekannten Szintillationsstoffe, die in den nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelten Gemischen brauchbar sind, sind solche, wie p-Terphenyl, die Oxazole und/oder die Oxadiazole. Vermutlich der am besten bekannte Oxadiazol-Szintillationsstoff ist 2-(4-Biphenylyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazol und der bestbekannteste Oxazol-Szintillationsstoff ist 2,5-Diphenyloxazol. Einige der besser bekannten sekundären gelösten Stoffe, die .nit den vorstehenden primären gelösten Stoffen kombiniert sein können, sind l,4-Bis-2-(5-phenyloxazolyl)-benzol, p-Bis-2-(5-l-naphthyl-oxazolyl)-benzol, 1,6-Diphenyl-1,3,5-hexatrien und 2-(l-Naphthyl)-5-phenyloxazol und p-Bis-(o-methylstyryi)-benzol. Ein anderer gelöster Szintillationsstoff, der als Stand der Technik erwähnt ist, ist m-Terphenyl plus 0,5% Anthracen. Die gelösten Szintillationsstoffe brauchen lediglich in Mengen vorhanden sein, die dazu ausreichen, die Gemische als Flüssig-Szintillatoren brauchbar zu machen. Die optimale Menge wird gemäß der besonderen Komponente oder der Komponenten, welche den gelösten Szintillationsstoff ausmachen, variieren, und die Menge wird im allgemeinen hinsichtlich der Kosten, der Löslichkeit und der Leistungsanforderungen abgewogen sein. Der

gelöste SzintiUationsstoff wird im allgemeinen in Mengen von 0,5 bis 50 g pro Liter, jedoch öfters in Mengen von 1 bis 12 g pro Liter vorhanden sein. Wenn von lediglich ersten gelösten Sdntillationsstoffen gesprochen wird, sind diese gewöhnlich in Mengen von etwa 0,5 bis 12 g pro Liter anwesend. Sekundäre gelöste Stoffe sind gewöhnlich in relativ geringen Mengen im Vergleich zu den Szintillationsstcff en vorhanden, d. h. in Mengen von etwa 0,05 bis 3 g pro Liter. So kann z. B. der gelöste SzintiUationsstoff aus 2^-Diphenyloxazol und p-Bis(o-methylstyryl)-benzol zusammengesetzt seia

Das Behandlungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung wird durch inniges Vermischen des Szintillatorgemisches mit den angegebenen basischen Behandlungsmitteln, die entweder flüssig oder fest sind, während einer solchen Zeitdauer durchgeführt, daß die bei Zugabe eines basischen Materials zu den Szintillatorgemischen beobachtete Chemolumineszenz auf ein annehmbares Niveau herabgesetzt ist Der Ausdruck »annehmbares Niveau«, wie er hier verwendet wird, bezeichnet eine Untergrund-^ählgeschwindigkeit, allgemein ausgedrückt als Zählimpulse pro Sekunde, die einen solchen Zahlenwert besitzt, daß sie eine zu vernachlässigende Einwirkung auf die Genauigkeit der durchzuführenden Messung hat Zum Beispiel besitzen die hier behandelten Szintillatorgemische gewöhnlich ein Untergrund-Niveau von 1,20 Zählimpulsen/Sekunde, das dann erhalten wird, wenn eine Probe von nicht-radioaktivem, destilliertem Wasser gezählt wird. Im allgemeinen kann ein annehmbares Niveau als ein Untergrund-Zählniveau von nicht höher als 2 Zählimpulsen/Sekunde definiert werden, wenn radioaktive Isotope niederer Energie, z. B. Tritium, zugegen sind und von 0,8 Zählimpulsen/Sekunde, wenn Isotope höherer Energie, z. B. Kohlenstoff'⁴, zugegen sind. Die Kontaktzeit, die erforderlich ist, ein gewisses annehmbares Untergrund-Niveau zu erhalten, hängt von vielen Faktoren ab, wie z. B. der spezifischen Oberfläche des Behandlungsmittel, wenn ein Festkörper verwendet wird, der Menge an vorhandenem Behandlungsmittel 40, und dem Anfangsniveau der Chemolumineszenz.

Eine Klasse von wirksamen Behandlungsmitteln sind die basischen Ionenaustauscherharze, einschließlich stark basische Harze, wie z. B. diejenigen, die quartäre Ammon.umgruppen, Sulfoniumgruppen, Phosphoniumgruppen und dergleichen enthalten, mittel-basische Harze, wie z. B. solche, die gemischte tertiäre Amin- und quartäre Ammoniumgruppen enthalten und schwach basische Harze, wie z. B. diejenigen, die primäre, sekundäre und tertiäre Aminogruppen und gemischte primäre, sekundäre und tertiäre Aminogruppen enthalten. Die basischen Ionenaustauscherharze werden gewöhnlich hergestellt, indem man zuerst eine unlösliche, unschmelzbare Polymer-G-undmasse bildet, in die durch eine geeignete chemische Einwirkung aktive basische Gruppen eingeführt werden können. Jedoch werden nur wenige Harze durch eine 1-Stufen-Kondensation hergestellt. Die Ionenaustauscherharze, die als Anion-Austauscherharze bekannt sind, haben eine Grundmasse aus vernetztem Polystyrol, wie eines ^ Copolymeren mit einem größeren Anteil an Styrol und einem kleineren Anteil an Divinylbenzol und/oder Äthylvinylbenzol. Verbindungen, wie z. B. Isopren oder Butadien können ebenfalls als vernetzende Mittel verwendet werden. Eine derartige vernetzte Polystyrol- ^₅ Grundmasse kann durch Chlormethylierung und Aminierung in ein stark basisches Austauscherharz umgewandelt werden. Ebenfalls haben viele Anionen-Austauscherharze Grundmassen als Basis, welche Phenol- Formaldehyd-Kondensate sind

Die in der vorliegenden Erfindung brauchbaren Anionen-Austauscherharze können verschiedene Größen und Formen haben. Gewöhnlich liegen diejenigen, die eine Styrol-Polymer-Grundmasse besitzen, in Form von Perlen vor, während diejenigen mit einer Grundmasse aus einem Phenol-Formaldehyd-Kondensat granuliert sind. Die Teilchewgröße wird gewöhnlich zwischen etwa 0,2 bis 1,68 mm liegen, obwohl die Verwendung beim Verfahren nach vorliegender Erfindung nicht auf irgendeine besondere Teilchengröße beschränkt ist

Andere geeignete Behandlungsmittel sind die Alkalimetallcarbonate, wie z.B. Natrium-, Lithium- und Kaliumcarbonat, Alkalimetallbicarbonate, wie z. B. Natrium-, Lithium- und Kaliumbicarbonat und Ammoniumhydroxid.

Die erfindungsgemäße Behandlung kann, wie oben schon erwähnt, auf mehreren verschiedenen Wegen durchgeführt werden. Zum Beispiel können die Szintillatorgemische mit den festen Behandlungsmitteln auigeschlämmt durch Schichten der festen Behandlungsmittel perkoliert, oder die Gemische können zusammen mit den flüssigen oder den festen Behandlungsmitteln gelagert werden. Wenn das verwendete Behandlungsmittel eines der basischen Ionenaustauscherharze ist. kann das Perkolationsverfahren angewandt werden, bei dem das Szintillatorgemisch oder der flüssige Träger durch ein Bett des betreffenden Harzes durchgeleitet wird. Das Perkolationsverfahren wird am bequemsten ausgeführt, indem man eine geeignete Säule mit dem Harz füllt und das flüssige Szintillatorgemisch durch die Säule führt. Die Länge der verwendeten Säule kann in weitem Bereich variieren, vorausgesetzt, daß sie eine genügende Kapazität für eine Herabsetzung der Chemolumineszenz auf ein annehmbares Untergrund-Niveau besitzt. Im allgemeinen ist die Größe der verwendeten Säulen exakt durch das Volumen des Szintillatorgemisches oder des flüssigen Trägers geregelt, dessen Behandlung erstrebt wird. Wenn es beispielsweise gewünscht wird, ein kommerzielles Verfahren in großem Maßstab durchzuführen, können Säulen von extrem großer Kapazität angewandt werden, wohingegen bei Oprationen im kleineren Maßstab um vieles kleinere Säulen angewandt werden können. Die Fließgeschwindigkeit des Flüssig-Szintillatorgemisches oder des flüssigen Trägers durch die Säule kann ebenfalls über ziemlich weite Bereiche in Abhängigkeit von der Größe der verwendeten Säule variieren. Das Perkolatio.isverfahren kann ebenso angewandt werden, wenn das verwendete Behandlungsmittel ein Alkalimetall-carbonat oder -bicarbonat ist. Im Falle der Verwendung von Säulen mit den vorerwähnten Carbonaten oder -bicarbonaten kommen dieselben, oben bei der Verwendung von Säulen der basischen Ionenaustauscherharze diskutierten Erwägungen zur Anwendung.

Die Behandlung nach der vorliegenden Erfindung kann ebenso durch Aufschlämmen der flüssigen Gemische oder der flüssigen Träger mit den festen Behandlungsmitteln durchgeführt werden. Dieses kann selbstverständlich durch viele verschiedenartige Techniken, wie z. B. durch einfaches Schütteln, einer Mischung des Behandlungsmittels und des flüssigen Gemisches oder des flüssigen Trägers oder durch bloßes Rühren des heterogenen Systems erfolgen. Die Aufschlämmungsmethode ist besonders geeignet, wenn Alkalime-

tallcarbonate oder -bicarbonate als Behandlungsmittel verwendet werden. Die Menge an festem Behandlungsmittel, das mit den Zubereitungen oder den Trägern aufgeschlämmt wird, ist nicht entscheidend und braucht lediglich in einer wirksamen Menge für die Herabsetzung der Chemolumineszenz auf das gewünschte annehmbare Untergrund-Niveau für die besondere, durchzuführende Messung zu bestehen. Im allgemeinen jedoch werden Mengen an festen Behandlungsmitteln im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% des vereinigten Gewichtes an festem Behandlungsmittel und Szintillatorgemisch ider flüssigem Träger angewandt Es ist offensichtlich, daß, je größer die verwendete Menge an Behandlungsmittel ist die erforderliche Behandlungszeit zur Erzielung von wünschenswerten Untergrund-Niveaus umso niedriger sein wird. Beispielsweise sind, wenn große Mengen (< 15 Gew.-%) an festem Behandlungsmittel verwendet werden, Behandlungszeiten von nur 30 Sekunden ausreichend, um die Szintillatorgemische für das Zählen von basischen Materialien niederer Aktivität z. B. von tritiumenthaltenden Materialien geeignet zu machen. Es solUe darauf hingewiesen werden, daß die Behandlung entweder durch das Perkolationsverfahren, oder das Aufschlämmungsverfahren mit den festen Behandlungsmitteln die Szintillatorgemische nicht bleibend von einer Chemolumineszenz-Reaktion freistellt wenn eine basische Probe zugegeben wird. Es wurde gefunden, daß die Szintillatorgemische, selbst wenn sie behandelt worden sind, oder die Szintillatorgemische, die aus den behandelten, flüssigen Trägern hergestellt wurden, eine Chemolumineszenz-Reaktion erfahren, wenn sie zu lang nach der Behandlung stehengelassen werden. Wenn es daher gewünscht ist, das Szintillatorgemisch mehr oder weniger bleibend frei von irgendeiner Chemolumineszenz-Reaktion aufzubewahren, ist es zu empfehlen, das flüssige Szintillatorgemisch zusammen mit einer gewissen Menge an einem oder mehreren der Behandlungsmittel zu lagern. Selbstverständlich können die nüssigen Träger, d. h„ das aromatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und das äthoxylierte Alkylphenol abwechselnd mit den Behandlungsmitteln gelagert werden, bis sie für eine Verwendung zur Herstellung der Szintillatorgemische fertig sind. Wenn die Lagerung angewandt wird, kann die Menge an Behandlungsmittel im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-% an vereinigtem Behandlungsmittel und Szintillatorgemisch oder flüssigem Träger liegen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann ebenso durch Mischen von 0,1 bis 5 Gew.-% von konzentriertem Ammoniumhydroxid mit dem flüssigen Szintillatorgemisch durchgeführt werden. Die Anwesenheit von Ammoniumhydroxid stört die nachfolgenden Messungen, bei denen ein basisches Material zugegeben wird, nicht Es ist klar, daß bei Verwendung von Ammoniumhydroxid als Behandlungsmittel zur Behandlung lediglich die Lagerungsmethode angewandt werden kann, da ja Ammoniumhydroxid eine Flüssigkeit ist

Die Erfindung wi: d durdi die nachfolgenden Beispiele, welche jedoch den Schutzumfang derselben nicht beschränken sollen, erläutert Das in allen Beispielen verwendete äthoxylierte Alkylphenol ist ein äthoxyliertes Nonylphenol das im Durchschnitt von 9,2 Äthoxygruppen pro Molekül und ein n/x-Verhältnis von 1.02 besitzt

Beispiel 1

Man mischt 10 ml eines flüssigen Szintillatorgemisches. enthaltend 633 Vol.-% Xylol, 36.7 Vol.-% äthoxyliertes Nonylphenol, 0,55% (Gew./VoL) 2,5-Diphenyloxazol und 0,24% (Gew./Vol.) p-Bis(o-methylstyryl)-benzol mit 2 ml destilliertem Wasser. Die homogene Mischung zeigt eine anfängliche Zählgeschwindigkeil von 1,20 Zählimpulsen/Sekunde, die sich nach Stehenlassen über längere Zeiträume nicht ändert

Beispiel 2

ίο 10 ml des flüssigen Szintillatorgemisches aus Beispiel

1 werden mit 2 ml 0,1-normaler NaOH gemischt Die homogene Mischung besitzt eine anfängliche Zählgeschwindigkeit von 60 000 Zählimpulsen/Sekunde, die sich nach 1 Stunde auf 1250 Zählimpulse/Sekunde und nach 48 Stunden auf 1,66 Zählimpulse/Sekunde verringert

Beispiel 3

Ein Teil des flüssigen Szintillatorgemisches aus jo Beispiel 1 wird durch ein Bett eines stark basischen Ionenaustauscherharzes, das quartäre Ammoniumgruppen als funktioneile Gruppen enthält durchgeleitet Das Harzbett besteht aus einer 2,54 χ 2032cm-Säule mit Harz. Es wird eine Durchflußgeschwindigkeit von ca. 1 ml/Min, aufrechterhalten. 10 ml des flüssigen Szintillatorgemisches, das das Harzbett passiert hat wird mit

2 ml 0,In-NaOH gemischt. Die homogene Mischung ergibt eine anfängliche Zählgeschwindigkeit von 2 Zählimpulsen/Sekunde, die innerhalb 5 Minuten auf weniger als 13 Zählimpulse/Sekunde abfällt

Beispiel 4

10 ml des flüssigen Szintillatorgemisches, wie es in Beispiel 1 verwendet worden war, enthaltend 1 Gew.-% konzentriertes Ammoniumhydroxid, wird mit 2 ml 0,1 -normaler NaOH gemischt Die homogene Mischung hat eine anfängliche Zählgeschwindigkeit von etwa 5 Zählimpulsen/Sekunde, die rasch auf ein normales Untergrund-Niveau von unter 1,3 Zählimpulse/Sekunde abnimmt

Beispiel 5

Das in Beispiel 1 verwendete flüssige Szintillatorgemisch wird mit 5 Gew.-% Natriumcarbonat 16 Stunden lang aufgeschlämmt 10 ml des so behandelten flüssigen Szintillatorgemisches werden mit 2 ml 0,2-normaler NaOH gemischt Die homogene Mischung hat eine anfängliche Zählgeschwindigkeit von 4 Zählimpulsen/ Sekunde, die innerhalb von 5 Minuten auf eine normale Untergrund-Geschwindigkeit von unter 13 Zählimpulse/Sekunde abnimmt

Beispiel 6

Das flüssige Szintillatorgemisch von Beispiel 1 wird 3 Monate zusammen mit 5 Gew.-9'b Natriumcarbonat gelagert Nach der dreimonatigen lagerzeit ergibt eine homogene Mischung aus einer lOml-Probe des flüssigen Szintillatorgemisches und 2 ml 0,1 -normaler NaOH eine anfängliche Zählgeschwindigkeit von ca. 3 Zählimpulsen/Sekunde, die rasch auf einen Wert von unter 13 Zählimpulsen/Sekunde absinkt

Wie die vorstehenden Beispiele eindeutig beweisen, ist das Behandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung in extremer Weise wirksam, um die flüssigen Szintillatorgemische für eine Verwendung zum Zählen von basischen Materialien geeignet zu machen.

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Claims (2)

1. Patentansprüche:

   . 1. Verfahren zur Behandlung eines für die Messung der Radioaktivität von Proben geeigneten flüssigen SzintHlatorgemisches, das als wesentliche Bestandteile mindestens einen aromatischen Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel, mindestens einen gelösten Szintillationsstoff und ein äthoxyliertes Alkylphenol mit 7 bis 16 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und einem Verhältnis der Anzahl der Kohlenstoffatome im Alkylrest zur durchschnittlichen Anzahl der Äthoxygruppen von 0,83 bis 1,67 enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Szintillatorgemisch zur Beseitigung der Chemolumineszenz so lange mit einem Behandlungsmittel aus der Gruppe der basischen Ionenaustauscherharze, Alkalimetallcarbonate, Alkalimetallcarbonate und/oder des Ammoniumhydroxids behandelt wird, bis die beim Versetzen des Szimillatorgemisches mit einem basischen Stoff auftretende Chemolumineszenz auf ein annehmbares Untergrund-Niveau abgesunken ist
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Szintillatorgemisches durch Aufschlämmen des Behandiungsmittels im Szintillatorgemisch, durch Durchleiten des Szintillatorgemisches durch ein von dem Behandlungsmittel gebildetes Bett oder durch gemeinsame Lagerung des Behandlungsmittels und des Szintillatorgemisches erfolgt

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines für die Messung der Radioaktivität von Proben geeigneten flüssigen Szintillatorgemisches, das als wesentliche Bestandteile mindestens einen aromatischen Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel, mindestens einen gelösten Szintillationsstoff und ein äthoxyliertes Alkylphenol mit 7 bis 16 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und einem Verhältnis der Anzahl der Kohlenstoffatome im Alkylrest zur durchschnittlichen Anzahl der Äthoxygruppen von 0,83 bis 1,67 enthält

   Das Verfahren dient dazu, das Szintillatorgemisch für das Zählen basischer Probenstoffe geeignet zu machen. In den letzten Jahren entwickelte sich die Flüssig-Szintillationszählung zu einem sehr verbreiteten Verfahren zur Messung von j3-Strahlern mit niederer Energie, wie z. B. von C¹⁴, S³⁵ und H³. Kurz gesagt, wird die Flüssig-Szintillationszählung durch Vereinigung der zu analysierenden radioaktiven Probe mit einem Flüssig-Szintillator zur Bildung einer Zählprobe durchgeführt. Die Strahlung aus der Probe regt den flüssigen ₅s Szintillator an, wodurch die Emission von Szintillationslichtimpulsen bewirkt wird, welche proportional zu der Radioaktivität der Probe sind. Diese Lichtimpulse werden dann unter Verwendung einer geeigneten Apparatur »gezählt«. Die zur Flüssig-Szintillationszählung brauchbaren flüssigen Szintillatoren umfassen üblicherweise einen Lösungsmittelanteil, d. h. einen flüssigen Träger und einen Anteil an Gelöstem. Der Anteil an Gelöstem wird nachstehend als gelöster Szintillationsstoff bezeichnet und kann sowohl einen 6s ersten gelösten Stoff als auch andere Komponenten, wie z. B. einen zweiten gelösten Stoff enthalten. Der zweite eelöste Stoff ist gewöhnlich ein Wellenbereich-Verschieber, der zur Erzielung einer wünschenswerteren Wellenlänge der Szintillationsüchtimpulse angewandt wird. Der erste gelöste Stoff wird gewöhnlich als Szintillationsstoff bezeichnet und diese Bezeichnung wird nachstehend beibehalten. Die am häufigsten verwendeten Lösungsmittel oder flüssigen Träger für die Flüssig-Szintillationszählung sind die Alkylbenzole, wie z. B. Toluol, Xylol oder Äthylbenzol. Jedoch lassen Alkylbenzol-Lösungsmittel das Zählen von wäßrigen Proben in einem homogenen Medium nicht zu. Als Folge wurden andere Phosphore entwickelt, wie z. B. Mischungen von Äthanol und Toluol, welche das Zählen von wäßrigen Proben in homogener Lösung erlauben.

   Wenn auch manche flüssige Szintillatoren nach dem Stande der Technik das Zählen von wäßrigen Proben zulassen, so gestatten sie doch nicht die Messung von Zählproben mit einem hohen Prozentsau an Wasser. Dies ist eine Folge der Abnahme in der Zählleistung, welche erfolgt, wenn die Wasserkonzentration der Zählprobe ansteigt herbeigeführt durch die Tatsache, daß lediglich kleine Prozentgehalte an Wasser gelöst oder homogen suspendiert werden können.

   Aus dem »International Journal of Applied Radiation and Isotopes«, Band 19,1968, Nr. 4, S. 377 und 378, und Nr. 7, S. 557 bis 560, sind Szintillator-Mischungen bekannt die einen aromatischen Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel, einen darin gelösten Szintillationsstoff und das nichtionische oberflächenaktive Mittel Isooctylphenoxy-polyäthoxy-äthanol enthalten. Bei diesem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel handelt es sich um ein Material, das durchschnittlich 10 Äthylenoxidein heiten im Molekül aufweist.

   Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 19 18 28i3 sind für das Zählen von wäßrigen Proben ; geeignete flüssige Szintillator-Mischungen der eingangs genannten Art, die im wesentlichen alle diese Schwierigkeiten beseitigen, die bei den Mischungen nach dem Stande der Technik, die zum Zählen derartiger Proben verwendet werden, auftreten. Wenn auch die in der vorerwähnten Anmeldung vorgeschlagenen Mischungen sowohl für das Zählen von nichtwäßrigen als auch von wäßrigen Proben ausgezeichnet sind, wurde jedoch gefunden, daß die Mischungen einer Chemolumineszenz-Reaktion unterliegen, wann immer sie für die radioaktive Prüfung von basischen Materialien verwendet werden. Die Chemolumineszenz-Reaktion, die beim Vermischen der Szintillator-Mischungen mit basischen Proben auftritt weist eine relativ lange Halbwertszeit auf, was eine beträchtliche Verzögerung zwischen der Zugabezeit der basischen Probe und der Zeit, zu der die Messung ohne Störung durchgeführt werden kann, verursacht. Dieses Problem ist besonders schwierig bei der radioaktiven Prüfung von basischen Proben, die Tritium und andere radioaktive Isotope von niederer Energie enthalten. In diesen Fällen wurde gefunden, daß Zeiten bis hinauf zu 5 Tagen erforderlich waren, um die Chemolumineszenz auf ein annehmbares Untergrund-Niveau abzuschwächen, bei dem genaue Messungen gemacht werden können.

   Diese herkömmlichen Szintillatorgemische vermögen somit nicht voll zu befriedigen, da sie zwar beim Versetzen mit einer neutralen Probenflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, einen sehr niedrigen Chemolumineszenz-Untergrund aufweisen, der jedoch beim Versetzen mit einer alkalischen Probenflüssigkeit außerordentlich stark und unter Umständen bis auf einen zigtausendfach höheren Wert ansteigt und erst nach geraumer Zeit wieder auf einen tragbaren Wert