113年:放射器材(1)

光電倍增管中能吸收可見光,並放出光電子的元件是下列何者?

A矽化脂(silicon grease)
B陽極(anode)
C二次發射極(dynode)
D光陰極(photocathode)

詳細解析

本題觀念:

光電倍增管(Photomultiplier tube, PMT)是核子醫學與放射線儀器中常見的微弱光訊號偵測與放大元件。其主要功能是將閃爍晶體(Scintillator)產生的可見光訊號,轉換為電子訊號並加以數百萬倍地放大。PMT 的運作包含三個主要物理過程:光電效應(產生光電子)、二次游離發射(電子倍增)、以及電荷收集。

選項分析

  • (A) 矽化脂(silicon grease):錯誤。矽化脂(或光學矽脂)塗抹於閃爍晶體與光電倍增管的玻璃視窗之間,作為光學耦合劑。其折射率與玻璃及晶體相近,能減少可見光在介面上的全反射與散射,增加光子進入 PMT 的傳輸效率,但本身不吸收光子產生電子。
  • (B) 陽極(anode):錯誤。陽極位於光電倍增管的末端,負責收集經過一連串倍增後的龐大電子群(二次電子),並將其輸出為可測量的電流或電壓脈衝訊號。
  • (C) 二次發射極(dynode):錯誤。二次發射極(又譯打拿極或功極)的功能是「電子倍增」。當來自光陰極或前一級 dynode 的高速電子撞擊二次發射極時,會因為二次發射效應(Secondary emission)釋放出更多的電子。它吸收的是「電子」而非「可見光」。
  • (D) 光陰極(photocathode):正確。光陰極位於 PMT 的入射端內部,塗有特殊的光敏材料。當閃

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