DE1117224B - Equipment for the multiplication of load carriers - Google Patents

Description

Einrichtung zur Vervielfachung von Ladungsträgern Zusatz zum Patent 1053 681 Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung von Ladungsträgem mit einer Vervielfachung der von einer primären Spannung erzeugten Ladungsträger nach Patent 1053 681. Bei dieser Einrichtung treffen zur Ladungsträgervervielfachung die primär erzeugten Ladungsträger mit solcher Geschwindigkeit auf Gegenelektroden auf, daß dabei Röntgenstrahlen entstehen, die wieder sekundäre Ladungsträger auslösen.Device for multiplying charge carriers, addendum to patent 1053 681 The invention relates to a device for generating charge carriers with a multiplication of the charge carriers generated by a primary voltage according to patent 1053 681. In this device, for charge carrier multiplication, the primarily generated charge carriers hit counter electrodes at such a speed that this creates X-rays which again trigger secondary charge carriers.

Die Ausbeute der durch die Röntgenstrahlung ausgelösten Elektronen (Photoeffekt) ist abhängig von der Frequenz der Röntgenstrahlung und vom Elektrodenmaterial. Es muß daher berücksichtigt werden, daß an den Elektroden der Einrichtung ebenso wie an den Anoden der üblichen Röntgenröhren außer den Röntgenstrahlen noch Strahlen mit einem bis ins Sichtbare reichenden Spektrum entstehen. Die Sekundärelektronen abgebenden Elektroden sollen deshalb aus einem Material bestehen, das über dieses gesamte Spektrum oder wenigstens über große Teile desselben eine große Elektronenausbeute hat.The yield of electrons released by the X-rays (Photo effect) depends on the frequency of the X-ray radiation and the electrode material. It must therefore be taken into account that on the electrodes of the device as well as on the anodes of the usual X-ray tubes, in addition to the X-rays, there are also rays with a spectrum that extends into the visible. The secondary electrons donating electrodes should therefore consist of a material that has this entire spectrum or at least over large parts of it a large electron yield Has.

Die Ausbeute an Elektronen beim Photoeffekt steigt bekanntermaßen im Röntgenstrahlgebiet mit der Ordnungszahl an, und dieser Anstieg ist überlagert von dem starken selektiven Photoeffekt auf der kurzwelligen Seite der Absorptionskante.It is known that the yield of electrons in the photoelectric effect increases in the X-ray area with the atomic number, and this increase is superimposed from the strong selective photo effect on the short-wave side of the absorption edge.

Die von den Röntgenstrahlen ausgelösten Photoelektronen haben eine kinetische Energie, die von Null bis zu der der Quantenenergie der betreffenden Röntgenwellenlänge entsprechenden Energie reicht. Diese kinetische Energie der austretenden Elektronen kann, da sie für das Funktionieren des Sekundärelektronenvervielfachers nicht notwendig ist, ihrerseits wieder für weitere Elektronenerzeugung benutzt werden. Zu diesem Zweck sollen erfindungsgemäß die Elektroden, an denen die Röntgenstrahlen Photoelektronen auslösen, mit einer dünnen Oberflächenschicht versehen werden, zwecks Vervielfachung dieser Elektronen unter Ausnutzung ihrer kinematischen Energie. Eine geeignete Kombination ist z. B. Silber mit einer aufgedampften, durch Erhitzen (Glimmentladung) bei einem Gasdruck von etwa 10-3 Torr oxydierten Magnesium-Oberflächenschicht. Andere Sekundärelektronen abgebende Schichten auf verschiedenem Trägermaterial, wie sie zur Elektronenvervielfachung in den SEV benutzt werden, wurden ebenfalls mit Erfolg benutzt, so Caesiumoxyd, Aluminiumoxyd und Caesium-Antimon-Schichten. Die Schichten ergeben teilweise auch bei Bestrahlung mit langwelligem Röntgenlicht bis zum kurzwelligen optischen Licht eine gute Photoelektronenausbeute, weshalb die genannten Kombinationen zwischen einem Trägerstoff mit höherer Ordnungszahl und einem Überzug aus den genannten Schichtmaterialien eine sehr gute Sekundärelektronenausbeute bei der vorliegenden Einrichtung zur Vervielfachung von durch Röntgenstrahlung erzeugten Ladungsträgern ergaben.The photoelectrons released by the X-rays have a kinetic energy that ranges from zero to the energy corresponding to the quantum energy of the X-ray wavelength in question. This kinetic energy of the exiting electrons, since it is not necessary for the functioning of the secondary electron multiplier, can in turn be used again for further electron generation. For this purpose, according to the invention, the electrodes at which the X-rays release photoelectrons are to be provided with a thin surface layer in order to multiply these electrons by utilizing their kinematic energy. A suitable combination is e.g. B. silver with a vapor-deposited magnesium surface layer oxidized by heating (glow discharge) at a gas pressure of about 10-3 Torr. Other layers that donate secondary electrons on different substrates, such as those used for electron multiplication in the SEV, have also been used with success, such as cesium oxide, aluminum oxide and cesium-antimony layers. The layers partly produce a good photoelectron yield even when irradiated with long-wave X-ray light up to short-wave optical light, which is why the mentioned combinations between a carrier material with a higher atomic number and a coating of the mentioned layer materials produce a very good secondary electron yield in the present device for multiplying by X-ray radiation Load carriers resulted.

Durch Verwendung eines Trägermaterials, z. B. einer dünnen Folie, deren K- oder L-Betastrahlung durch die Eigenstrahlung des als Anode verwendeten Materials angeregt werden, z. B. einer Molybdänfohe und einer Silberanode, wurde eine besonders gute Ausbeute erzielt.By using a carrier material, e.g. B. a thin film, their K- or L-beta radiation through the natural radiation of the anode used Materials are stimulated, e.g. B. a molybdenum foil and a silver anode achieved a particularly good yield.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der vorliegenden Einrichtung wird dadurch erreicht, daß die Röntgenstrahlung in einem großen Raumwinkelbereich die Sekundärelektronen liefernden Elektroden trifft.A particularly advantageous embodiment of the present device is achieved in that the X-ray radiation in a large solid angle range meets the electrodes supplying secondary electrons.

Bei dem aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist ein an positiver Spannung liegender Wolframdraht a umgeben von einer sechsseitigen Prismenfläche b mit sechsseitigen Grundflächen entsprechend einer Bienenwabenzelle.In the embodiment shown in the drawing, a positive voltage tungsten wire a is surrounded by a six-sided prism surface b with six-sided base surfaces corresponding to a honeycomb cell.

Diese Zelle hatte den Vorteil, daß wie bei der Bienenwabe mehrere Zellen aneinandergefügt werden konnten, wobei alle Zellwände je zwei Zellen angehörten. Dadurch wurde erreicht, daß alle austretenden Elektronen in Entladungszellen und dadurch im Zugfeld der Anode auf diese gelangen.This cell had the advantage that, like the honeycomb, several cells could be joined together, with all cell walls belonging to two cells each. It was thereby achieved that all escaping electrons reach the discharge cells and thereby reach the anode in the tensile field.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zurVervielfachung von Ladungsträgem nach Patent 1053 681, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden, an denen die Röntgenstrahlen Photoelektronen auslösen, mit einer dünnen Oberflächenschicht versehen sind zwecks Vervielfachung dieser Elektronen unter Ausnutzung ihrer kinetischen Energie. PATENT CLAIMS: 1. Device for the multiplication of charge carriers according to patent 1053 681, characterized in that the electrodes on which the X-rays release photoelectrons are provided with a thin surface layer for the purpose of multiplying these electrons using their kinetic energy. 2. Einrichtung netch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenträgersubstanz aus einem I Element -hoher Ordnu'ngs- zahl besteht. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht aus Magnesiumoxyd, Caesiumo4d,- Aluminiumoxyd oder Caesium-Antimon besteht. 4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daßdie Röntgenstrahlung in einem großen Raumwinkelbereich die Sekundärelektronen liefernden Elektroden trifft. 5. Ein n-' chtüng nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sekundärelektronen liefernden Elektroden die Form einer Bienenwabenzelle hat und viele solcher Zellen bienenwabenförmig aneinandergereiht sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the electrode carrier substance consists of an I element -high ordinal number. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the surface layer consists of magnesium oxide, cesiumo4d, - aluminum oxide or cesium-antimony. 4. Device according to one or more of Claims 1 to 3, characterized in that the X-rays impinge on the electrodes supplying secondary electrons in a large solid angle range. 5. An alternative according to claim 4, characterized in that each of the electrodes supplying secondary electrons has the shape of a honeycomb cell and many such cells are lined up in a honeycomb shape.