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Verbesserung der Nachweisempfindlichkeit der instrumentellen Neutronenaktivierungsanalyse: Anticomptonspektrometrie mit einem zentralen Ge(Li)-Bohrlochdetektor

Improvement of sensitivity in instrumental neutron activation analysis by means of anticompton spectrometry with a central well-type Ge(Li)-detector

  • Originalabhandlungen
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Fresenius' Zeitschrift für analytische Chemie Aims and scope Submit manuscript

Abstract

To improve the sensitivity of trace element determinations in biological samples by instrumental neutron activation analysis, a modified anticompton spectrometer was constructed which operates with a well-type Ge(Li) diode as the primary detector. To absorb the compton scattered gamma rays the central detector is surrounded by two cylindrical NaI(Tl) crystals (8″ dia × 4″ ht). Each of these crystals has a 1.5″ radius semi-circular slot cut in its face to provide optimum design of the multicrystal device. The performance of the spectrometer is specified by the Y-88 figure of merit for 1 cc gamma sources: 20.4 at 122 keV, 4.0 at 662 keV, and 2.9 at 1332 keV.

The operation of the spectrometer in the coincidence mode results in a significant suppression of the bremsstrahlung background, a fact highly advantageous in the analysis of phosphorus-rich biological material. In the analysis of blood serum, for e.g., the background produced by P-32 can be reduced by a factor of 28.4 at 136 keV. Thus it was possible to improve the detection limit by a factor of 5 in the determination of selenium via the 136 keV gamma rays from Se-75 when compared with the conventional measurement at cap of a single large coaxial Ge(Li)-detector.

Zusammenfassung

Zur Steigerung der Nachweisempfindlichkeit der instrumentellen neutronenaktivierungs-analytischen Spurenelementbestimmung in biologischen Proben wurde ein Anticompton-Spektrometer aufgebaut, bei dem erstmals ein Ge(Li)-Bohrlochdetektor als Zentraldetektor eingesetzt wird. Als Fängerdetektoren für die aus dem Ge(Li) austretenden Compton-Streuquanten dienen zwei zylindrische NaJ(Tl)-Kristalle (8″ Ø × 4″ mit jeweils halbzylindrischer Bohrung), die den Zentraldetektor in optimaler Geometrie umgeben. Die Leistungsfähigkeit der Anlage für 1 ml Quellen wird durch folgende Y-88 Güteziffern demonstriert: 20,4 bei 122 keV, 4,0 bei 662 keV, 2,9 bei 1332 keV.

Im Koinzidenzbetrieb wird eine wirkungsvolle Bremsstrahlungsunterdrückung erreicht. Für Serumproben beträgt der P-32-Unterdrückungsfaktor 28,4 bei 136 keV, so daß die Nachweisgrenze für die Se-75-Bestimmung über die 136 keV-Linie um einen Faktor 5 gegenüber einer at cap-Messung der Probe mit einem 95 cm3 Ge(Li)-Vollkristall erniedrigt werden kann.

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Authors and Affiliations

  1. Bereich Kernchemie und Reaktor, Hahn-Meitner-Institut für Kernforschung Berlin, Glienicker Str. 100, D-1000, Berlin 39

    U. Rösick & P. Brätter

Authors
  1. U. Rösick
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  2. P. Brätter
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Herrn Prof. Dr. K. E. Zimen zum 65. Geburtstag gewidmet.

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Rösick, U., Brätter, P. Verbesserung der Nachweisempfindlichkeit der instrumentellen Neutronenaktivierungsanalyse: Anticomptonspektrometrie mit einem zentralen Ge(Li)-Bohrlochdetektor. Z. Anal. Chem. 286, 336–342 (1977). https://doi.org/10.1007/BF00431193

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