28. Фотоэлектронный умножитель

28. Фотоэлектронный умножитель

Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) необходим в сцинтилляционном блоке детектирования для преобразования фотонов света сцинтиллятора в электрический сигнал. Также они используются для усиления первоначального сигнала. Хотя, строго говоря, ФЭУ являются частью электронной системы, а не методом регистрации, они включены в этот раздел, потому что они являются неотъемлемой частью блока детектирования, а не частью общей счетной схемы.

3.4.1     Как они работают

Во-первых, падающее излучение взаимодействует с люминофором, который испускает фотон света. Этот фотон света затем достигает поверхности, покрытой светочувствительным материалом, которая называется фотокатод. Энергия кванта света поглощается электроном в светочувствительном материале и электрон приобретает достаточную энергию, чтобы покинуть фотокатод. Испущенный электрон формирует основу электрического сигнала, далее сигнал усиливается динодной системой. Каждый динод представляет собой по существу анод, который испускает около четырех электронов на каждый попавший в него электрон. Динодная система для стабильной работы требует стабилизированного источника высокого напряжения. На Рисунке 19 показано, как энергия при первичном акте ионизации передается во внешнюю электрическую цепь.

Рисунок  19

Принципиальная схема сцинтилляционного блока детектирования, содержащего фотоэлектрический умножитель

Вопросы для Самопроверки 5

Теперь выясните, как много Вы усвоили, отвечая в ваших рабочих тетрадях на следующие вопросы:

1.             Заполните пропуски подходящими словами или фразами:

Сцинтилляционные детекторы основаны на свойстве некоторых материалов (называемых _______) испускать видимый свет, когда электроны переходят _______ _____. Когда ионизирующее излучение взаимодействует с электронами материала такого типа, они получают достаточную энергию, чтобы перейти на _______ энергетический уровень. Электроны недолгое время остаются в этом состоянии. Они переходят на основной уровень и испускают _______ ______.

2.             Могут ли сцинтилляционные детекторы использоваться в спектрометрии? Объясните свой ответ.

3.             Какой тип сцинтиллятора Вы использовали бы для регистрации альфа-частиц и тяжелых ионов?

4.             Какой тип сцинтиллятора лучше для регистрации гамма-излучения?

5.             Какой тип сцинтиллятора лучше для детектирования трития?

6.             а) Назовите два преимущества использования детектора на основе йодистого натрия по сравнению с германиевым.

б) Каков главный недостаток детектора на основе йодистого натрия?

7.             Почему фотоэлектрические умножители нужны в системах со сцинтилляционным детектором?

Теперь сверьте свои ответы с правильными ответами в ваших рабочих тетрадях.