Kurze Einführung in die TDCR-Technik
Die Bestimmung des Verhältnisses der dreifachen- zu den zweifachen Koinzidenzen (TDCR) ist eine primäre Messmethode, die eine Absolutmessung von Radionukliden mittels LSC erlaubt (Broda et al., 1987*). Die Methode gestattet die Berechnung der Zählausbeute aus dem experimentell bestimmten Verhältnis der dreifachen- zu den zweifachen Koinzidenzen. Die dreifachen Koinzidenzen werden viel stärker von Quencheffekten (insbesondere Farbquench und chemischer Quench) beeinflusst als die zweifachen Koinzidenzen. Somit ist das Ausmaß des Quenchs praktisch im TDCR-Wert enthalten. Die zugrundeliegende Theorie basiert auf einer statistischen Verteilung der Anzahl der beim Szintillationsprozess emittierten Photonen gemäß den Gesetzen von Poisson, welche sich auf die meisten Messbedingungen mit dem Hidex 300 SL problemlos anwenden lassen. Bei der Flüssigszintillationszählung wird die Energie der α- und β-Teilchen auf den Szintillationscocktail übertragen. Die Anzahl der emittierten Photonen hängt dabei von der Energie der Teilchen und dem Ausmaß des Quenchs ab.

Die dreifachen Koinzidenzen werden viel stärker vom Quench beeinflusst als die zweifachen Koinzidenzen (siehe nachfolgendes Beispiel für C-14).

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C-14 Spektrum (Hidex 300 SL), von rechts nach links:
Spektrum ohne Quench - schwach gequenchtes Spektrum - stark gequenchtes Spektrum
In roter Farbe: Spektrum der dreifachen Impulse, in blauer Farbe: Spektrum aller Impulse


Die freigesetzten Photonen unterliegen der Poissonverteilung. In der Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik wird die Poissonverteilung als eine diskrete Wahrscheinlichkeitsfunktion angesehen, welche die Wahrscheinlichkeit einer Anzahl von Ereignissen ausdrückt, die in einer festgelegten Zeitperiode stattfinden. Voraussetzung für die Anwendung der Poissonverteilung ist allerdings, das die zu betrachtenden Ereignisse mit einer bekannten durchschnittlichen Rate stattfinden und unabhängig von der Zeit auftreten, die seit dem letzten Ereignis vergangen ist.

Die TDCR-Technik benötigt keinen externen Standard (Ausnahme: doppelt-markierte Proben mit variablem Quench) und keine Kalibrierung und stellt somit eine „Absolutmethode“ dar.

Der TDCR-Wert gibt bei reinen Betastrahlern die Zählausbeute mit einer Genauigkeit von typischerweise ±15 % an. Dies lässt sich durch experimentelle Beobachtungen und mathematische Berechnungen beweisen. Über die Verwendung einer zuvor aufgenommenen TDCR-Quenchkurve lässt sich die Messunsicherheit auf wenige Prozentpunkte reduzieren (in Abhängigkeit von Nulleffekt, Messzeit, usw.).

In der Praxis bedeutet die Verwendung der TDCR-Technik, dass eine Kalibration des Messgeräts für die meisten Anwendungen entfallen kann. Dies vereinfacht die Abläufe im Labor erheblich!

* Broda, R., Pochwalski, K., Radoszewski, T., 1988, Calculation of liquid-scintillation detector efficiency. Appl. Radiat. Isot. 39(2), 159-164

© 2016 Sascha Wisser