Flüssigszintillationszähler

Ein wichtiges Einsatzgebiet für Szintillationszähler ist die Messung der Konzentration radioaktiv markierter Stoffe. Dabei müssen meist kleine Mengen (Aktivitäten) von Radionukliden wie Tritium, Kohlenstoff-14 oder Schwefel-35 bestimmt werden, und gerade diese Nuklide geben nur Betastrahlung geringer Energie ab, die in Materie stark absorbiert wird.  Daher werden flüssige Szintillatoren verwendet, in denen die zu messende Stoffprobe gelöst wird, so dass nahezu alle emittierten Betaelektronen vom Szintillator erfasst werden. Die Lichtblitze werden wie bei anderen Szintillationszählern durch einen Photomultiplier in elektrische Impulse umgewandelt und einer Zählanordnung zugeführt.
Die zu messende betastrahlende Probe soll in der Lösung möglichst homogen verteilt sein, um die beste Zählausbeute (Wirkungsgrad) zu erreichen. Die Flüssigkeit besteht darum aus Lösungsmittel, Szintillatoren und Zusätzen (Lösungsvermittlern).
Das Lösungsmittel löst den Szintillator und die zu messende Probe. Es nimmt die Energie der Strahlung als Anregungsenergie auf und überträgt sie an den gelösten Szintillator.
Der Szintillator übernimmt die Anregungsenergie vom Lösungsmittel und wandelt sie in Lichtquanten um. Er muss also im Lösungsmittel gut löslich sein und ein für die Photokathoden der Photomultiplier geeignetes Fluoreszenzspektrum emittieren.
Wird im flüssigen Szintillator ein Betateilchen emittiert, so werden längs der Bahn des Teilchens die Lösungsmittelmoleküle angeregt. Die angeregten Lösungsmittelmoleküle übertragen ihre Energie auf den Szintillator, der die übernommene Anregungsenergie als Fluoreszenzlicht abstrahlt. Die Zahl der angeregten Moleküle hängt dabei von der Weglänge des emittierten Elektrons im Szintillator ab. Die Anzahl der pro Zerfall emittierten Photonen ist damit abhängig von der Energie des primären Strahlungsteilchens.