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Sekundärelektronenvervielfacher (Photomultiplier)

5. Klasse ‐ Abitur

Ein Sekundärelektronenvervielfacher (SEV) ist ein Gerät, das einen extrem schwachen Strom, der sogar nur aus einzeln eintreffenden Elektronen bestehen kann, millionenfach und mehr verstärkt. Er ist daher ein wesentlicher Bestandteil vieler Detektoren in Elementarteilchenphysik und Astronomie, insbesondere zum Nachweis sehr seltener Teilchen bzw. Ereignisse.

Das Messprinzip ist die Auslösung von Sekundärelektronen durch ein Elektron oder ein anderes Teilchen mit hoher Energie. Dies kann auch ein Photon oder radioaktive Strahlung sein, in diesem Fall spricht man auch von einem Photomultiplier (engl. „Lichtvervielfacher“) und nennt die primäre Kathode Fotokathode.

Ein SEV besteht üblicherweise aus einer evakuierten Elektronenröhre, die außer Anode und primärer Kathode bzw. (bzw. Fotkathode) noch eine Anzahl weiterer Elektroden enthält, die sog. Dynoden oder Prallkathoden. Die von den Primärelektroden oder der Primärstrahlung ausgelösten Sekundärelektronen werden durch elektrische Beschleunigungs- und magnetische Führungsfelder von Dynode zu Dynode geleitet (Abb.), wobei jeweils wieder eine Vielzahl weiterer Elektronen freigesetzt wird, sodass die Zahl der ausgelösten Elektronen exponentiell zunimmt. Mit einer Anordnung von typischerweise 10 Dynoden erreicht man in der Praxis eine Verstärkung von 107 bis 108. Dynodenmaterialien mit einer besonders großen Ausbeute an Sekundärelektronen sind Kupfer-, Beryllium- oder Silber-Magnesium-Legierungen, die bis zu 20 Sekundärelektronen pro einfallendem Primärteilchen freisetzen.

 

Sekundärelektronenvervielfacher


Schlagworte

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