Principios de análisis instrumental

Tubos fotornultiplicadores Por lo que toca a las mediciones de la potencia radiante baja, el tubo fotomultiplicador ofrece ventajas en comparación con un fototubo ordinario. 23 En la figura 7.29 se presenta un esquema de dicho dispositivo. La superficie del fotocátodo es similar en com- 23 Para una discusión detallada sobre la teoría y las aplicaciones de los fotomulti– plicadores, véase Photomultiplier Tubes: Basics and Applications, Hamamatsu Photonics, K. K., Hamamatsu City, )apan, 2006; R. W. Engstrom, Photomultiplier Handbook, Lancaster, PA: RCA Corporation, 1980. })) 7E Transductores de radiación 175 posición a la de las superficies de los fototubos que se describen en la figura 7.28, y emite electrones cuando se expone a la radia– ción. El tubo también contiene electrodos adicionales (nueve en la figura 7.29) llamados dinodos. El dinodo Dl se mantiene a un voltaje aproximado de 90 V más positivo que el cátodo, en conse– cuencia, los electrones son acelerados hacia él. Cada fotoelectrón que choca contra el dinodo ocasiona la emisión de varios electro– nes adicionales. A su vez, estos electrones son acelerados hacia el dinodo D2, el cual es 90 V más positivo que el dinodo Dl. Una vez más, se emiten varios electrones por cada electrón que choca Varios electrones por cada electrón incidente Varios electrones por cada fotón Envoltura -.......___ de cuarzo D~~ s4?&~:: 0 \\- Dinodos Dl-09 \~ '-: t6 ~2 1 ) ~ o :e ~ "' E "' -o u.: "' -o -~ .:!Ps ,/ ,:!-n-- Rejilla ~ ...-- ' ");/ 1 :""''f.- .t,¡ D7 ' "--- '? ~---.......Radiación, hv ~ 09 ~~ ~ Cátodo 1!! o u """-'"'---'-......_..:..;,.o @ Ánodo, - 10 7 electrones fotoemi sivo por cada fotón a) b) 900 V de + >--.._--o A la + f salida \ Amplificador "7 e) 90 V 1- Número de di nodos mostrado arriba FIGURA 7.29 Tubo fotomultiplicador: a) fotografía de un tubo comercial convencional; b) vista de corte transversal; e) diagrama eléctrico en el que se ilustra la polarización del di nodo y la medición de la corriente fotoeléctrica. La radiación que golpea el cátodo fotosensible b) hace surgir los fotoelectrones por el efecto fotoeléctrico. El di nodo D1 se conserva a un voltaje positivo respecto al fotocátodo. Los electrones que emite el cátodo son atraídos por el primer di nodo y acelerados en el campo. Cada electrón que golpea al dinodo D1 origina de dos a cuatro electrones secundarios. Éstos son atraídos al dinodo D2, el cual es también positivo respecto al di nodo D1. La amplificación resultante en el ánodo puede ser de 10 6 o mayor. El factor exacto de amplificación depende de la cantidad de di nodos y de la diferencia de voltaje entre ellos. Esta amplificación interna automática es una de las principales ventajas de los tubos fotomultiplicadores . Con los instrumentos modernos se puede detectar la llegada de los impulsos individuales de la corriente fotoeléctrica y contarlos en lugar de medirlos como una corriente promedio. Esta técnica, llamada conteo de fotones, ofrece muchas ventajas cuando los niveles son muy reducidos.