Multiplicadores de electrones

Multiplicadores de electrones
El desarrollo de técnicas electrónicas para la televisión durante la década de 1930 produjo un dispositivo de extraordinaria sensibilidad para medir pequeños haces de electrones, es decir, el multiplicador secundario de electrones. Aunque originalmente se inventó para la amplificación de las pequeñas corrientes de un fotocátodo, pronto demostró ser un detector excelente para haces de iones con una sensibilidad suficiente para registrar la llegada de iones individuales. El principio fundamental del multiplicador es, como su nombre lo sugiere, una multiplicación del número de electrones que emerge de un electrodo en comparación con el número que incide sobre él. Los electrodos, llamados dinodos, están dispuestos de modo que cada generación sucesiva de electrones se atraiga hacia el próximo dínodo. Por ejemplo, si se liberan 4 electrones en el primer dinodo, entonces 16 emergerán del segundo y así sucesivamente. Se alcanzan fácilmente ganancias de hasta un millón; el ruido se limita a las corrientes que se originan de los pocos electrones que salen del primer dínodo como resultado de la emisión térmica de electrones.

Los multiplicadores se construyeron originalmente con dinamos discretos, una forma que aún se usa ampliamente. Los multiplicadores dinódicos continuos, que usan un vidrio semiconductor para proporcionar la distribución del potencial electrostático, son más pequeños y funcionan igual de bien en la mayoría de las aplicaciones. Se puede emplear un multiplicador en un modo analógico, en el que la corriente de salida se mide con un electrómetro, como cualquier corriente pequeña, o en un modo de conteo de impulsos, en el que se cuentan los iones individuales.

El espectro de masa de osmio (Os), obtenido usando un detector de multiplicador de electrones, se muestra en la Figura 7. Es un rastro del registrador de la salida del electrómetro de un multiplicador de electrones que detecta OsO3 tomado cuando el campo del imán analizador se incrementó constantemente. Debido a sus pequeños tamaños, los picos situados más a la izquierda y los dos más a la derecha se registraron con una ganancia de electrómetro 100 veces mayor que la utilizada para los otros picos; el cambio en la ganancia está marcado por un cambio en la posición de la línea de base.

Los isótopos de osmio observados, de izquierda a derecha, son 184, 186, 187, 188, 189, 190 y 192. El oxígeno (O) en los iones produce picos de satélite muy pequeños causados ​​por los isótopos de baja abundancia 17O y 18O; los picos de satélite de 192Os están a la derecha.

Esta traza es típica de las máquinas utilizadas en geocronología, donde se desean picos planos en lugar de alta resolución. La señal irregular de los tres isótopos débiles se debe a la baja velocidad a la que se detectan estos iones.

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