Fotonásobič - PMT (Photomultiplier Tube) je vakuová trubice s fotokatodou sloužící jako vstup světelného záblesku z detekčního krystalu. Jedná se o skleněnou baňku opatřenou na jednom konci vstupním okénkem a uvnitř obsahující řadu elektrod, tzv. dynod. Fotokatoda je průsvitná velmi tenká fotosensitivní vrstva napařená na vnitřní straně vstupního okénka, na němž je uchycen detekční krystal. Světelné fotony, vzniklé v detekčním krystalu při dopadu na fotokatodu způsobí, že fotokatoda začne produkovat elektrony nazývané jako fotoelektrony. Průměrně množství čtyři až šest světelných fotonů vyprodukuje jeden foto elektron. Procentuální poměr počtu emitovaných elektronů k počtu dopadajících světelných fotonů se nazývá kvantová účinnost fotokatody. Slabý tok elektronů z fotokatody je dále zesilován tzv. sekundárními emisemi na elektrodách, zvaných dynody. Schematicky by se daly dynody popsat jako kovové elektrody se zakřiveným tvarem (v praxi se jedná spíše o vhodně nastavené kovové proužky), jejichž tenká vrstvička kovu s nízkou výstupní prací elektronu (nejčastěji Cs a Sb) má vysoký součinitel sekundární emise elektronů. Dynody jsou uspořádány v kaskádě a každá dynoda má o něco větší kladný náboj než předcházející a je na ni přivedeno vyšší a vyšší napětí. Jakmile elektron dorazí na první dynodu, tak jsou z ní emitovány dva až čtyři elektrony. Elektrony jsou postupně urychlovány z jedné dynody na druhou a produkují další a další. Zhruba na každý elektron, který vznikne při dopadu světelného fotonu na fotokatodu, se vytvoří ve fotonásobiči s kaskádou tří dynod mezi 2³ až 4³ elektronů. Při kaskádě složené z deseti dynod vznikne mezi 2¹⁰ až 4¹⁰ elektronů [1].

Nepříznivým jevem u fotonásobičů je temný proud, což je elektrický proud, který protéká fotonásobičem, i když na fotokatodu nedopadají žádné světelné fotony. Je způsoben termoemisí elektronů z fotokatody, popřípadě se na něm mohou podílet i termoemise z prvních dynod a další dynody tento jev jen zesílí. Jelikož se jedná o termoemisi, je zřejmé, že temný proud bude teplotně závislý, lze jej tedy snížit chlazením fotokatody nebo celého fotonásobiče. Tento jev nepříznivě ovlivňuje energetickou rozlišovací schopnost celého detekčního systému [3].

Na rozdíl od SPECT, kde je několik PMT připojeno na jeden velký krystal, zařízení PET je konstruováno tak, že mnoho krystalů je připojeno na několik PMT. Zářezy mezi krystaly dělí tok světelných elektronů proti PMT. Lokalizace místa dopadu je dosaženo měřením světla (toku elektronů) detekovaných v každém PMT. Čím blíže je PMT místu dopadu gama fotonu do detekčního krystalu, tím silnější je signál (tok elektronů) produkovaných PMT.

Doprovodná prezentace: