Techniklexikon

Mikrokanalplatte

Teilchenphysik, Micro Channel Plate, MCP, Nachweisgerät, das einen weiten Einsatzbereich abdeckt: vom Nachweis von Elektronen und Ionen über Ultraviolettstrahlung bis zur weichen Röntgenstrahlung finden diese Detektoren Einsatz. Vielfache Verwendung finden Kanalplatten im Bau von Restlichtverstärkern und in Weltraumexperimenten. Im Prinzip besteht eine solche Platte aus vielen (10⁴ bis 10⁷) Kanälen, die wiederum aus Röhren bestehen (Glas, speziell Bleiglas), die innen mit einem Widerstandsmaterial beschichtet sind (siehe Abb.). Trifft ein Elektron, Ion oder energiereiches Photon auf die Mikrokanalplatte, werden zahlreiche Elektronen aus den Wänden des getroffenen Kanals (oder an einer separaten Photokathode) ausgelöst. Auf Grund des anliegenden elektrischen Feldes entlang des Kanals werden diese Elektronen beschleunigt und erzeugen beim erneuten Auftreffen auf die Wand, die als kontinuierliche Dynode wirkt, wie bei einem Photomultiplier weitere Elektronen. Typischerweise werden die beiden Seiten der Platte leicht gegeneinander verdreht (etwa 5° bis 13°), um den direkten Durchgang eines Teilchens zu verhindern. Die Kanäle in der Mikrokanalplatte haben einen typischen Durchmesser zwischen 8 und 12 mm. Die entstehende Elektronenwolke im Detektor bleibt beschränkt auf den Kanal, den das einfallende Teilchen getroffen hat, wodurch die Bildinformation erhalten bleibt und Laufzeitschwankungen gegenüber gewöhnlichen Photomultipliern auf unter 1 ns reduziert werden können. Es werden auch Mikrokanalplatten mit zwei und drei Schichten hergestellt, die eine grössere Verstärkung, aber auch eine geringere Auflösung besitzen. Am Ausgang der Platte befindet sich oft ein mikrokristalliner Phosphor-Schirm, der durch eine Art Kamera betrachtet werden kann.

Mikrokanalplatte: Prinzipskizze.