Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 23-01-2025

ELEKTRONENVERMENIGVULDIGER

betekenis & definitie

(Fr.: multiplicateur à électrons; Du.: Sekundärelektronenvervielfacher; Eng.: electron multiplier), constructie waarmee door middel van secundaire emissie vermenigvuldiging van het aantal invallende elektronen bereikt kan worden.

In de fotomultiplicatorbuis en in het beeldorthicon komt de versterking van de elektronenstroom tot stand in een trapsgewijze opstelling van elektroden waaraan secundaire emissie optreedt, de zgn. dynoden. De elektronen die de vermenigvuldiger binnentreden worden versneld in de richting van de eerste dynode, die bestaat uit een materiaal dat veel secundaire emissie vertoont, bijv. een koper-beryllium-cesiumlegering, of die bedekt is met een dergelijk materiaal. Vanaf de eerste dynode vertrekken meer elektronen dan er op vallen. Ze worden aangetrokken door de tweede dynode die een hogere elektrische potentiaal heeft dan de eerste en waaraan hetzelfde verschijnsel optreedt. Zo heeft op iedere dynode een vermenigvuldiging van het aantal elektronen plaats en tenslotte valt de soms miljoenenvoudig versterkte stroom op de laatste elektrode, de anode. De elektronenvermenigvuldiger levert een grote, ruisarme versterking met een zeer grote bandbreedte.

Een nieuwe ontwikkeling is de multiplicatorpijp. Dit is een glazen buis waarvan de lengte 50...100 maal de diameter bedraagt. De dynodes hebben hier de vorm aangenomen van een continue laag aan de binnenzijde van de buis. Deze laag combineert de functie van het samenstel van de dynodes van de conventionele vermenigvuldiger met die van de keten van weerstanden waarmee de potentiaal over de afzonderlijke dynodes verdeeld wordt. De weerstand van de laag, gemeten aan de aansluitingen aan de uiteinden, heeft een waarde van 109...1011 Ω. Over deze laag wordt een spanning gezet van enkele kV. De buis werkt in vacuüm. Elektronen die aan de laagspanningskant de pijp binnenvallen maken aan de wand secundaire elektronen vrij. Zij worden door het elektrische veld in de asrichting versneld en treffen de binnenwand na een aanzienlijke hoeveelheid energie uit het veld te hebben opgenomen en maken dan weer secundaire elektronen vrij die ook weer versneld worden. Dit proces herhaalt zich langs de gehele lengte van de buis, waarna de vrijgekomen elektronen de buis aan de hoogspanningskant verlaten. De versterking hangt af van de aangelegde spanning en van de verhouding tussen de lengte en de diameter. De maximaal bereikbare versterking bedraagt ca. 3 × 108 (Eng.: channeltron).

Het is mogelijk een groot aantal kleine pijpen te bundelen, zodanig dat hun openingen een vlak vormen. Men verkrijgt dan een zgn. pijpenplaat, waarmee men de stralingsverdeling in een vlak kan registreren, bijv. bij beelddetectie, en die kan dienen voor beeldversterking (Eng.: channel-plate).

< >