Was ist die Komponente der Photovervielfacherröhre – Definition?

Photomultiplier Tubes (PMTs) sind Photonendetektionsgeräte, die den photoelektrischen Effekt in Kombination mit Sekundäremission nutzen, um Licht in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Ein Photovervielfacher absorbiert das vom Szintillator emittierte Licht und gibt es über den photoelektrischen Effekt in Form von Elektronen wieder ab . Das PMT ist seit jeher die erste Wahl für die Photonendetektion, da es eine hohe Quantenausbeute und eine hohe Verstärkung aufweist.

Komponenten der Fotovervielfacherröhre

Das Gerät besteht aus mehreren Komponenten, die in der Abbildung dargestellt sind.

• Fotokathode . Gleich nach einem dünnen Eintrittsfenster befindet sich eine Fotokathode, die aus einem Material besteht, in dem die Valenzelektronen schwach gebunden sind und einen hohen Querschnitt aufweisen, um Photonen über den fotoelektrischen Effekt in Elektronen umzuwandeln. Beispielsweise kann Cs ₃ Sb (Cäsium-Antimon) verwendet werden. Infolgedessen trifft das im Szintillator erzeugte Licht auf die Photokathode einer Photovervielfacherröhre und setzt höchstens ein Photoelektron pro Photon frei.
• Dynoden . Mit einem Spannungspotential wird diese Gruppe von Primärelektronen elektrostatisch beschleunigt und fokussiert, so dass sie mit genug Energie auf die erste Dynode auftreffen, um zusätzliche Elektronen freizusetzen. Es gibt eine Reihe („Stufen“) von Dynoden aus Material mit relativ geringer Austrittsarbeit. Diese Elektroden werden mit immer größerem Potential betrieben (zB ~ 100-200 V zwischen Dynoden). An der Dynode werden die Elektronen mit der Sekundäremission multipliziert. Die nächste Dynode hat eine höhere Spannung, wodurch die Elektronen, die von der ersten abgegeben werden, auf sie zu beschleunigen beginnen. Bei jeder Dynode werden 3-4 Elektronen für jedes einfallende Elektron freigesetzt, und bei 6 bis 14 Dynoden liegt die Gesamtverstärkung oder der Elektronenverstärkungsfaktor im Bereich von ~ 10 ⁴ -10^7, wenn sie die Anode erreichen. Typische Betriebsspannungen liegen im Bereich von 500 bis 3000 V. In der Enddynode stehen genügend Elektronen zur Verfügung, um einen Impuls von ausreichender Größe für die weitere Verstärkung zu erzeugen. Dieser Impuls gibt Auskunft über die Energie der ursprünglich einfallenden Strahlung. Die Anzahl solcher Impulse pro Zeiteinheit gibt auch Auskunft über die Intensität der Strahlung.