Photomultiplier wandeln schwache Lichtsignale (z.B. Photonen (g) eines schwachen Lichtblitzes aus einem Szintillator) in einen nachweisbaren elektrischen Impuls um. Das Gerät besteht aus mehreren Teilen, die in folgender Abbildung zu erkennen sind:

Das untere Foto zeigt einen gängigen Szintillationszähler (d.h. Szintillatormaterial (hier NaJ) mit angeschlossenem Photomultiplier). Wie in der Skizze darüber fällt Licht von links ein. Rechts befinden sich die Anschlüsse und der Signalausgang.

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Auf ein schmales Eintrittsfenster folgt eine Photokathode. Diese besteht aus einem Material, das nur schwach gebundene Valenzelektronen (Austrittsarbeit wenige eV) besitzt, so dass es einen großen Wirkungs-

querschnitt für die Umwandlung von Photonen in Elektronen mittels Photoeffekt besitzt. Fast jedes einfallende Photon erzeugt somit ein Elektron.

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Hinter der Kathode sind eine Reihe sogenannter Dynoden aus einem Material mit kleiner Austrittsarbeit angebracht, wobei das Potential von Dynode zu Dynode um ca. 100 - 200 V ansteigt. Jede Dynode beschleunigt die erzeugten Elektronen bis zur nächsten und fügt durch Sekundäremission ein Vielfaches an weiteren Elektronen hinzu.

In einem Photomultiplier befinden sich zwischen 6 bis 14 solcher Dynodenstufen, wodurch eine Verstärkung des Eingangssignals von etwa 104 bis 107 erreicht wird. Das Endsignal ist somit gut messbar und bis auf statistische Schwankungen proportional zum Eingangssignal.

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Die Kombination von Szintillatormaterial (heute wird meist NaJ (TI), mit Thallium dotiertes Natriumjodid verwendet; siehe Beschriftung in obigem Foto) und Photomultiplier wird oft als Szintillationszähler bezeichnet.

NaJ (TI)-Szintillationszähler werden auch in der Kern-g-Spektroskopie als Kalori- meter eingsetzt, da sie für die dort typischen Photonen (Energie bis 1 MeV) einen hohen Absorptionskoeffizienten besitzen.

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