Фотоэлектронный умножитель

 

Использование: ядерная физика высоких энергий, для регистрации частиц. Сущность изобретения: фотоэлектронный умножитель содержит корпус с оптическим входным окном, внутри которого размещена динодная система, состоящая из динодов с круговым расположением. Фотокатод (ФК) выполнен полупрозрачным с проводящими обкладками и нанесен на внутреннюю поверхность оптического входного окна, два фокусирующих электрода размещены вдоль ФК, а последний динод выполнен по крайней мере из двух электрически изолированных секций, имеющих независимые выводы. 1 ил.

Изобретение относится к ядерной физике и физике высоких энергий, в частности к фотоэлектронным умножителям (ФЭУ).

Известен фотоэлектронный умножитель для работы с пластинчатыми сцинтилляторами ФЭУ 50 (Кацнельсон Б.В. Калугин А.М. Ларионов А.С. Электровакуумные электронные и ионные приборы. Справочник. М. Энергия, 1976, с. 386), [1] ФЭУ 50 состоит из цилиндрического корпуса с входным окном, на внутреннюю поверхность которого нанесен полупрозрачный фотокатод; двух фокусирующих электродов, размещенных вдоль фотокатода; динодной системы с корытообразными динодами и анода.

Известная конструкция является одноканальной, т.е. прибор не позволяет определить место образования световой вспышки вдоль фотокатода. Большой диаметр колбы ФЭУ 50 и сравнительно невысокие временные характеристики создают большие трудности для использования ФЭУ в целом ряде задач.

Известна конструкция фотоэлектронного умножителя, выбранная в качестве прототипа, состоящая из цилиндрического корпуса с боковым оптическим входным окном; массивным фотокатодом. нанесенным на металлический электрод; динодной системы с круговым расположением динодов и рефлексного анода [2] Круговое расположение динодов наиболее рациональное для работы с пластинчатыми сцинтилляторами.

Известная конструкция является одноканальной. К недостаткам относится также пониженная эффективность регистрации сцинтилляционного излучения, связанная с отсутствием оптического контакта между сцинтиллятором и фотокатодом. Прибор имеет малые размеры оптического входного окна, что также ограничивает его применение для регистрации сцинтилляционных излучений.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной конструкции ФЭУ, содержащей корпус с боковым оптическим входным окном, внутри которого размещена динодная система, состоящая из динодов с круговым расположением, последний динод выполняется по крайней мере из двух электрически изолированных секций с независимыми выводами. На внутреннюю поверхность оптического окна наносятся полупрозрачный фотокатод и токопроводящие обкладки. Два фокусирующих электрода размещены вдоль фотокатода.

Выполнение последнего динода круговой динодной системы из нескольких элек- трически изолированных секций, имеющих независимые выводы для снятия сигналов, позволяет определить место прохождения частицы. Нанесение на внутреннюю поверхность оптического окна полупрозрачного фотокатода с токопроводящими обкладками и размещение двух фокусирующих электродов вдоль фотокатода повышает эффективность регистрации сцинтилляционного излучения.

Заявленное техническое решение позволяет получить многоканальный (количество каналов равно количеству изолированных секций последнего динода) фотоэлектронный умножитель с высокой эффективностью регистрации.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства.

Многоканальный фотоэлектронный умножитель содержит стеклянный цилиндрический корпус 1 оптическое входное окно 2, на внутреннюю поверхность которого нанесен полупрозрачный фотокатод 3 и токопроводящие обкладки 4. Вдоль фотокатода размещены фокусирующие электроды 5. Девять динодов 6-14 с круговым расположением ориентированы вдоль оси корпуса. Причем первый динод расположен непосредственно под оптическим входным окном 2. Секционный десятый динод 15. Рефлексный анод 16.

Многоканальный фотоэлектронный умножитель работает следующим образом. Заряженная частица или γ-квант, попадая в сцинтиллятор, производит возбуждение электронов, сопровождающееся их излучательными переходами в нормальное состояние. Световые вспышки, проходя во входное оптическое окно 2 и попадая в полупрозрачный фотокатод 3, выбивают фотоэлектроны в вакуум. Фотоэлектроны фокусируются электродами 5 на первый динод 6. Попадая на первый динод, они выбивают вторичные электроны, которые далее последовательно умножаются на последующих динодах. Напряжение на диноды ФЭУ подается таким образом, чтобы между каждой парой динодов создавалось электрическое поле, ускоряющее электроны от предыдущего динода к последующему и достаточное для умножения. В конечном счете электронная лавина падает на одну из секций динода 15, умножается и попадает на общий рефлексный анод 16. Известное расположение секции относительно сцинтиллятора позволяет определить место прохождения частицы.

Формула изобретения

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ, содержащий корпус с боковым оптическим окном, внутри которого размещен фотокатод и динодная система, состоящая из динодов с круговым расположением, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два фокусирующих электрода и токопроводящие обкладки, фотокатод выполнен полупрозрачным и нанесен на внутреннюю поверхность оптического окна, ограниченную токопроводящими обкладками, два фокусирующих электрода размещены вдоль фотокатода, а последний динод выполнен по крайней мере из двух электрически изолированных секций, имеющих независимые выводы.

РИСУНКИ

Рисунок 1