{"id":16720,"date":"2020-03-10T06:13:06","date_gmt":"2020-03-10T06:13:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/que-es-el-tubo-fotomultiplicador-pmt-definicion\/"},"modified":"2020-07-01T05:30:29","modified_gmt":"2020-07-01T05:30:29","slug":"que-es-el-tubo-fotomultiplicador-pmt-definicion","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/es\/que-es-el-tubo-fotomultiplicador-pmt-definicion\/","title":{"rendered":"Qu\u00e9 es el tubo fotomultiplicador &#8211; PMT &#8211; Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">El tubo fotomultiplicador (PMT) es un dispositivo de detecci\u00f3n de fotones que utiliza el efecto fotoel\u00e9ctrico combinado con una emisi\u00f3n secundaria para convertir la luz en una se\u00f1al el\u00e9ctrica.\u00a0Dosimetr\u00eda de radiaci\u00f3n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<figure id=\"attachment_26292\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-26292\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Scintillation_Counter-Photomultiplier-Tube.jpg\"><img loading=\"lazy\" class=\"wp-image-26292 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Scintillation_Counter-Photomultiplier-Tube-1024x637.jpg\" alt=\"Scintillation_Counter - Tubo fotomultiplicador\" width=\"416\" height=\"259\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Scintillation_Counter-Photomultiplier-Tube-1024x637.jpg\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-26292\" class=\"wp-caption-text\">Aparato con un cristal centelleante, fotomultiplicador y componentes de adquisici\u00f3n de datos.\u00a0Fuente: wikipedia.org Licencia CC BY-SA 3.0<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>Los tubos fotomultiplicadores<\/strong>\u00a0(PMT) son un dispositivo de detecci\u00f3n de fotones que utiliza el efecto fotoel\u00e9ctrico combinado con una emisi\u00f3n secundaria para convertir la luz en una se\u00f1al el\u00e9ctrica.\u00a0Un fotomultiplicador absorbe la luz emitida por el centelleador y la reemite en forma de electrones a trav\u00e9s del\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/photoelectric-effect\/\">efecto fotoel\u00e9ctrico<\/a>\u00a0.\u00a0El PMT ha sido la principal opci\u00f3n para la detecci\u00f3n de fotones desde entonces debido al hecho de que tienen una alta eficiencia cu\u00e1ntica y una gran amplificaci\u00f3n.<\/p>\n<p>El tubo fotomultiplicador es una parte clave de un detector de centelleo.\u00a0En general, un\u00a0<strong>detector de centelleo<\/strong>\u00a0consiste en:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/scintillation-materials-types-of-scintillators\/\"><strong>Scintillator<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Un centelleador genera fotones en respuesta a la radiaci\u00f3n incidente.<\/li>\n<li><strong>Fotodetector<\/strong>\u00a0.\u00a0Un fotodetector sensible (generalmente un tubo fotomultiplicador (PMT), una c\u00e1mara con dispositivo de carga acoplada (CCD) o un fotodiodo), que convierte la luz en una se\u00f1al el\u00e9ctrica y electr\u00f3nica para procesar esta se\u00f1al.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Componentes del tubo fotomultiplicador<\/h2>\n<p>El dispositivo consta de varios componentes y estos componentes se muestran en la figura.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Photocathode<\/strong>\u00a0.\u00a0Justo despu\u00e9s de una delgada ventana de entrada, hay un fotocatodo, que est\u00e1 hecho de material en el que los electrones de valencia est\u00e1n d\u00e9bilmente unidos y tienen una secci\u00f3n transversal alta para convertir fotones en electrones a trav\u00e9s del efecto fotoel\u00e9ctrico.\u00a0Por ejemplo,\u00a0se puede usar\u00a0Cs\u00a0<sub>3<\/sub>\u00a0Sb (cesio-antimonio).\u00a0Como resultado, la luz creada en el centelleador golpea el fotoc\u00e1todo de un tubo fotomultiplicador, liberando como m\u00e1ximo un fotoelectr\u00f3n por fot\u00f3n.<\/li>\n<li><strong>D\u00ednodos<\/strong>\u00a0.\u00a0Usando un potencial de voltaje, este grupo de electrones primarios se acelera y enfoca electrost\u00e1ticamente para que golpeen el primer dinodo con suficiente energ\u00eda para liberar electrones adicionales.\u00a0Hay una serie (\u00abetapas\u00bb) de dinodos hechos de material de funci\u00f3n de trabajo relativamente baja.\u00a0Estos electrodos funcionan a un potencial cada vez mayor (por ejemplo, ~ 100-200 V entre los dinodos).\u00a0En el dinodo, los electrones se multiplican por la emisi\u00f3n secundaria.\u00a0El pr\u00f3ximo dinodo tiene un voltaje m\u00e1s alto que hace que los electrones liberados del primero aceleren hacia \u00e9l.\u00a0En cada dynode\u00a0se liberan\u00a0<strong>3-4 electrones<\/strong>\u00a0por cada electr\u00f3n incidente, y con\u00a0<strong>6 a 14 dynodes<\/strong>\u00a0la ganancia total, o factor de amplificaci\u00f3n de electrones, estar\u00e1 en el rango de ~\u00a0<strong>10\u00a0<sup>4<\/sup>\u00a0-10<sup>7<\/sup><\/strong>\u00a0cuando alcanzan el \u00e1nodo.\u00a0Los voltajes de operaci\u00f3n t\u00edpicos est\u00e1n en el rango de 500 a 3000 V. En el dinodo final, hay suficientes electrones disponibles para producir un pulso de magnitud suficiente para una mayor amplificaci\u00f3n.\u00a0Este pulso lleva informaci\u00f3n sobre la energ\u00eda de la radiaci\u00f3n incidente original.\u00a0El n\u00famero de tales pulsos por unidad de tiempo tambi\u00e9n proporciona informaci\u00f3n sobre la intensidad de la radiaci\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Tubo fotomultiplicador &#8211; Principio de funcionamiento<\/h2>\n<p><span>El funcionamiento de\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/scintillation-counter-principle-of-operation\/\"><strong><span>los contadores<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0de\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/scintillation-counter-principle-of-operation\/\"><strong>centelleo<\/strong><\/a>\u00a0y los\u00a0<\/span><strong><span>tubos fotomultiplicadores<\/span><\/strong><span>\u00a0se resume en los siguientes puntos:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li>\n<figure id=\"attachment_26289\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-26289\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Scintillation_Detector.gif\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-26289 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Scintillation_Detector.gif\" alt=\"Contador de centelleo: principio de funcionamiento\" width=\"470\" height=\"450\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Scintillation_Detector.gif\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-26289\" class=\"wp-caption-text\"><span>Contador de centelleo &#8211; Principio de funcionamiento.\u00a0Fuente: wikipedia.org Licencia: Dominio p\u00fablico<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/ionizing-radiation\/\"><span>La radiaci\u00f3n ionizante<\/span><\/a><span>\u00a0ingresa al\u00a0<\/span><strong><span>centelleador<\/span><\/strong><span>\u00a0e interact\u00faa con el material del centelleador.\u00a0Esto hace que los\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/what-is-electron-properties-of-electron\/\"><span>electrones<\/span><\/a><span>\u00a0se eleven a un\u00a0<\/span><strong><span>estado excitado<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>Para las part\u00edculas cargadas, la pista es el camino de la part\u00edcula misma.<\/span><\/li>\n<li><span>Para\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/photon\/gamma-ray\/\"><span>los rayos gamma<\/span><\/a><span>\u00a0(sin carga), su energ\u00eda se convierte en un electr\u00f3n energ\u00e9tico a trav\u00e9s del\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/photoelectric-effect\/\"><span>efecto fotoel\u00e9ctrico<\/span><\/a><span>\u00a0, la\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/compton-scattering\/\"><span>dispersi\u00f3n de Compton<\/span><\/a><span>\u00a0o la\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/pair-production\/\"><span>producci\u00f3n de pares<\/span><\/a><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><span>Los \u00e1tomos excitados del material centelleador\u00a0<\/span><strong><span>desexcitan<\/span><\/strong><span>\u00a0y\u00a0<\/span><strong><span>emiten<\/span><\/strong><span>\u00a0r\u00e1pidamente\u00a0<strong>un fot\u00f3n<\/strong>\u00a0en el rango de luz visible (o casi visible).\u00a0La cantidad es proporcional a la energ\u00eda depositada por la part\u00edcula ionizante.\u00a0Se dice que el material es fluorescente.<\/span><\/li>\n<li><span>Se utilizan tres clases de f\u00f3sforos:<\/span>\n<ul>\n<li><span>cristales inorg\u00e1nicos<\/span><\/li>\n<li><span>cristales org\u00e1nicos,<\/span><\/li>\n<li><span>F\u00f3sforos de pl\u00e1stico.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><span>La luz creada en el centelleador golpea el\u00a0<\/span><strong><span>fotoc\u00e1todo<\/span><\/strong><span>\u00a0de un\u00a0<\/span><strong><span>tubo fotomultiplicador<\/span><\/strong><span>\u00a0, liberando como m\u00e1ximo un fotoelectr\u00f3n por fot\u00f3n.<\/span><\/li>\n<li><span>Usando un potencial de voltaje, este grupo de\u00a0<\/span><strong><span>electrones primarios<\/span><\/strong><span>\u00a0se acelera y enfoca electrost\u00e1ticamente para que golpeen el primer\u00a0<\/span><strong><span>dinodo<\/span><\/strong><span>\u00a0con suficiente energ\u00eda para liberar electrones adicionales.<\/span><\/li>\n<li><span>Estos\u00a0<\/span><strong><span>electrones secundarios<\/span><\/strong><span>\u00a0son atra\u00eddos y golpean un segundo dinodo liberando m\u00e1s electrones.\u00a0Este proceso ocurre en el tubo fotomultiplicador.<\/span><\/li>\n<li><span>Cada impacto del dinodo posterior libera m\u00e1s electrones, por lo que hay un efecto amplificador de corriente en cada etapa del dinodo.\u00a0Cada etapa tiene un potencial mayor que el anterior para proporcionar el campo de aceleraci\u00f3n.<\/span><\/li>\n<li><span>La se\u00f1al primaria se multiplica y esta amplificaci\u00f3n contin\u00faa a trav\u00e9s de 10 a 12 etapas.<\/span><\/li>\n<li><span>En el\u00a0<\/span><strong><span>\u00faltimo dinodo<\/span><\/strong><span>\u00a0, hay suficientes electrones disponibles para producir un\u00a0<\/span><strong><span>pulso<\/span><\/strong><span>\u00a0de magnitud suficiente para una mayor amplificaci\u00f3n.\u00a0Este pulso lleva informaci\u00f3n sobre la energ\u00eda de la radiaci\u00f3n incidente original.\u00a0El n\u00famero de tales pulsos por unidad de tiempo tambi\u00e9n proporciona informaci\u00f3n sobre la intensidad de la radiaci\u00f3n.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<h3><span>Eficiencia cu\u00e1ntica<\/span><\/h3>\n<p><span>La sensibilidad de un fotocatodo generalmente se cita en t\u00e9rminos de\u00a0<\/span><strong><span>eficiencia cu\u00e1ntica<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0En general, el t\u00e9rmino eficiencia cu\u00e1ntica (QE) puede aplicarse a\u00a0<\/span><strong><span>fot\u00f3n incidente convertida electr\u00f3n a<\/span><\/strong><span>\u00a0(\u00a0<\/span><strong><span>IPCE<\/span><\/strong><span>\u00a0)\u00a0<\/span><strong><span>proporci\u00f3n<\/span><\/strong><span>\u00a0de un dispositivo fotosensible.\u00a0La eficiencia cu\u00e1ntica del fotocatodo se define como la probabilidad de conversi\u00f3n de fotones incidentes en una se\u00f1al el\u00e9ctrica y se define como:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Quantum-Efficiency-Photomultiplier-Tube.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-26316 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Quantum-Efficiency-Photomultiplier-Tube.png\" alt=\"Eficiencia cu\u00e1ntica - Tubo fotomultiplicador\" width=\"424\" height=\"67\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Quantum-Efficiency-Photomultiplier-Tube.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>La eficiencia cu\u00e1ntica de cualquier dispositivo fotosensible es una funci\u00f3n importante de la longitud de onda de la luz incidente, y se hace un esfuerzo para que la respuesta espectral del fotocatodo coincida con el espectro de emisi\u00f3n del centelleador en uso.\u00a0En el\u00a0<\/span><strong><span>tubo fotomultiplicador,<\/span><\/strong><span>\u00a0la eficiencia cu\u00e1ntica est\u00e1 limitada al\u00a0<\/span><strong><span>20-30%<\/span><\/strong><span>\u00a0, pero una eficiencia cu\u00e1ntica promedio sobre el espectro de emisi\u00f3n de un centelleador t\u00edpico es de aproximadamente\u00a0<\/span><strong><span>15-20%<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>El est\u00e1ndar para la cotizaci\u00f3n es el n\u00famero de fotoelectrones por p\u00e9rdida de energ\u00eda keV por electrones r\u00e1pidos en un\u00a0<\/span><strong><span>centelleador de NaI (Tl)<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Para la eficiencia cu\u00e1ntica m\u00e1xima, se producen alrededor de 8 ~ 10 fotoelectrones por cada p\u00e9rdida de energ\u00eda keV.\u00a0Por lo tanto, la p\u00e9rdida de energ\u00eda promedio requerida para crear un solo fotoelectr\u00f3n es ~ 100 eV, que es mucho mayor que los valores en detectores llenos de gas o detectores de semiconductores.<\/span><\/p>\n<p><span>El PMT ha sido la principal opci\u00f3n para la detecci\u00f3n de fotones desde entonces debido al hecho de que tienen una alta eficiencia cu\u00e1ntica y una gran amplificaci\u00f3n.\u00a0\u00daltimamente, sin embargo, los semiconductores han comenzado a competir con el PMT, el fotodiodo, por ejemplo, que tiene una mayor eficiencia cu\u00e1ntica en el rango visible y superior, menor consumo de energ\u00eda y un tama\u00f1o m\u00e1s peque\u00f1o.\u00a0La eficiencia cu\u00e1ntica para el fotodiodo es alta (60-80%) en comparaci\u00f3n con el PMT (20-30%) que proporciona una mayor resoluci\u00f3n energ\u00e9tica.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Este art\u00edculo se basa en la traducci\u00f3n autom\u00e1tica del art\u00edculo original en ingl\u00e9s. Para m\u00e1s informaci\u00f3n vea el art\u00edculo en ingl\u00e9s. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducci\u00f3n, env\u00edela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducci\u00f3n en l\u00ednea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducci\u00f3n lo antes posible. Gracias.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>El tubo fotomultiplicador (PMT) es un dispositivo de detecci\u00f3n de fotones que utiliza el efecto fotoel\u00e9ctrico combinado con una emisi\u00f3n secundaria para convertir la luz en una se\u00f1al el\u00e9ctrica.\u00a0Dosimetr\u00eda de radiaci\u00f3n Aparato con un cristal centelleante, fotomultiplicador y componentes de adquisici\u00f3n de datos.\u00a0Fuente: wikipedia.org Licencia CC BY-SA 3.0 Los tubos fotomultiplicadores\u00a0(PMT) son un dispositivo de &#8230; <a title=\"Qu\u00e9 es el tubo fotomultiplicador &#8211; PMT &#8211; Definici\u00f3n\" class=\"read-more\" href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/es\/que-es-el-tubo-fotomultiplicador-pmt-definicion\/\" aria-label=\"M\u00e1s en Qu\u00e9 es el tubo fotomultiplicador &#8211; PMT &#8211; Definici\u00f3n\">Leer m\u00e1s<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[50],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Qu\u00e9 es el tubo fotomultiplicador - PMT - Definici\u00f3n<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"El tubo fotomultiplicador (PMT) es un dispositivo de detecci\u00f3n de fotones que utiliza el efecto fotoel\u00e9ctrico combinado con una emisi\u00f3n secundaria para convertir la luz en una se\u00f1al el\u00e9ctrica. 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