RADIOLOGY GLOSSARY
光電子増倍管（Photomultiplier tube）
IN ONE LINE
一言でいうと
光電面で光を電子へ変え、その電子を複数のダイノードで増倍して大きな電気信号へ変換する真空管です。
BEGINNER GUIDE
はじめて学ぶ方へ
弱い光から生まれた電子を何段も増やし、測定できる電気信号にする装置です。
身近なイメージ
理想化して各段の増倍率4、10段のダイノードを仮定します。 電子増倍率は約105万です。光子のすべてが光電子になるという意味ではありません。
そもそも光電子増倍管とは？
弱い光から生まれた電子を何段も増やし、測定できる電気信号にする装置です。
光電面→ダイノード→陽極。／光電変換と二次電子増倍。／シンチレータとPMTを区別。
定義・しくみ
光電面で光を電子へ変え、その電子を複数のダイノードで増倍して大きな電気信号へ変換する真空管です。シンチレーション光の読み取りなどに使われ、光検出と放射線の発光変換は別の過程です。
FORMULA
G=δ^nは各段の増倍率が等しい理想モデルです。
量子効率と電子増倍率は別の量です。
具体例で確認
理想化して各段の増倍率4、10段のダイノードを仮定します。
G ≈ 4^10 = 1,048,576
電子増倍率は約105万です。光子のすべてが光電子になるという意味ではありません。
専門的にもう一歩
入射光子の一部が量子効率に応じて光電子を生み、電位差で加速された電子が各ダイノードから二次電子を放出します。出力は入射光量、集光、量子効率と利得に依存します。高電圧の変動や磁場、暗電流は応答に影響するため、ガンマカメラでは各管の利得調整と位置・エネルギー応答の校正を行います。
臨床・測定での確認点
- 高電圧・利得の安定性を確認します。
- 強い外光や磁場の影響を避けます。
- 検出器では光学結合と管ごとの校正も管理します。
覚えるポイント
- 光電面→ダイノード→陽極。
- 光電変換と二次電子増倍。
- シンチレータとPMTを区別。
間違えやすい点
- 放射線を直接光へ変える部品ではありません。
- 利得を上げるだけで量子効率は改善しません。
- 光電子増倍と原子核の増殖を混同しません。