Röntgenröhre. Die Erfindung bezieht sich auf Rönt--en- röhren mit. einer Glühkathode in einer hohen Entleerung.
Bei Röntgenröhren gemäss der Erfindung ist die Glühkathode in einem Metallgefäss an gebracht, deren Wandung gänzlich oder teil weise einen Teil der Röhrenhülle bildet. Von diesem Gefäss ist die Antikathode .durch eine Isolierung isoliert, die einer hohen Spannung Widerstand bieten kann. Das Metallgefäss und die Antikathode sind dabei derart ausge führt und mit Bezug aufeinander angeordnet., ,dass die Kathodenstrahlen veranlasst werden, die Antikathode nur auf einen beschränkten Teil ihrer Oberfläche zu treffen.
Zu dem letztgenannten Zweck kann das Metallgefäss auf der Seite der Antikathode zu einer Öffnung zum Durchlassen der Ka.- thodenstrahlen verengt sein und der von den Ka,tlinidenstrahlen zu treffende Teil .der Ober fläche der Antikathode in dieser Öffnung oder dicht in deren Nähe angebracht sein.
Zweckmässig ist bei einer Röntgenröhre nach der Erfindung auch die Glühkathode mit Bezug auf das Metallgefäss isoliert.
Bei der Röntgenröhre nach der Erfin- dung ist zweckmässig ,das Metallgefäss, inner halb dessen die Glühkathode angebracht ist, leitend oder über eine Quelle konstanter aber regelbarer Spannung mit der Glühkathode verbunden. Insbesondere ist es empfehlens wert, die Glühkathode und das Metallgefäss derart durch einen Widerstand oder eine Spannungsquelle zu verbinden, dass das 14Ie- tallgefäss einen konstanten negativen Poten tialunterschied mit Bezug auf alle Punkte des Glühfadens aufweist.
Man hat bereits vorgeschlagen, die Wan dung einer Röntgenröhre mit hoher Entlee rung zum grösseren Teil aus Metall herzu stellen. Es bildet :dio Antikathode dann aber immer einen Teil dieses Metallgefässes, oder sie ist jedenfalls leibend mit ihm verbunden, während bei der Röhre nach der Erfindung die Antikathode eben von dem metallenen Teil der Röhre derart isoliert ist, dass ein grosser Potentialunterschied zwischen der Antikathode und diesem Teil zugelassen wer den kann.
Die bekannten Röntgenröhren mit metal lener Aussenhülle ergeben im Vergleich zu solchen mit einer Glaswandung unter ande- rem die Vorteile geringerer Zerbrechlichkeit und besserer Reproduzierbarkeit .der Rönt genstrahlen, nachdem keine störende Wir kung von dem Aufladen der Glaswandung mehr empfunden wird.
Die Röntgenröhre nach ,der Erfindung erlaubt gleichfalls die beiden vorgenannten Vorteile zu erreichen. Die bessere Reprodu- zierbarkeit erzielt man dabei dadurch, dass man dem metallenen Teil ein konstantes Po- ten.tiaJ gibt.
Eine Sam,melvorriehtung zur Konvergie- rung der Röntgenstrahlen ist ausserdem bei einer Röntgenröhre nach der Erfindung nicht mehr erforderlich. Die von der Glüh- kathode ausgehenden Kathodenstrahlen brau chen nicht zu einem konvergierenden Bündel vereinigt zu werden.
Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass man freier in der Bauart und Anordnung des ( T lühfadens ist. Der von den Kathodenstrah- len zu treffende Teil der Oberfläche der Anti kathoden kann auf einfache Weise eingestellt werden.
Zweckmässig können das 14Zetallgefäss und die Antikathode derart gestaltet und mit Be zug auf einander angeordnet sein, dass die ,wirksamen Röntgenstrahlen senkrecht oder nahezu senkrecht zur Oberfläche der Anti kathode gerichtet sind.
Eine sehr einfache und zugleich vorteil hafte Bauart erhält man dadurch, dass der von den Kathodenstrahlen zu treffende Teil der Antikathode, die Offnung iim 141eta11- gefä ss zum Durchlassen der Kathodenstrahlen und die Offnung oder das Fenster in diesem Gefäss zum Durchlassen der Röntgenstrahlen gleichachsig angeordnet werden.
Bei dieser Bauart wird die Tatsache aus genutzt. dass die Glühkathode nicht mehr in konzentrierter Form ausgeführt zu werden braucht. Sia kann beispielsweise in der Form eines Ringes um die Achse der gleichachsig angeordneten Teile herum angebracht wer den, so dass die Röntgenstrahlen ungestört hinaustreten können. Die Zeichnungen stellen einige Ausfüh- rungsbeispiele von Röntgenröhren nach der Erfindung dar.
Fig. 1 zeigt eine Pilintäenrölire. bei der der Grundgedanke der Erfindung mir Aus führung gebracht ist; Fig. 2, 3, .1 und 5 stellen praktisch ver wendbare Ausfiilirungsformen der Erfin dung dar; In Fig. :1 ist eine R.öntgenrölire mit einem Teil der zum Betrieb der Röhre er- forrlerlichen Einrichtung dargestellt.
Die Glühkathode 1 der in Fig. 1. darbe stellten Röntgenröhre befindet sich inner halb eines D7-etallrcfüsse# 3, in dem auch die Antikathode 2 angebra.-lit ist. Die Zufüh- rungsdrä.hte der Glühkathode sind in eine Cxlasröhre 4 eingeschmolzen. die luftdicht mit der Wandung des Grefässes 3 verschmolzen ist.
Die Antikathode<B>'</B>ist von dem Metall ge ä ss durch ein 1solierstücl@ 5 isoliert, das zweckmässig aus Glas 'besteht und mit der Metallwandung gleichfalls luftdicht ver schmolzen ist.
Das Innere der Pölin- wird auf irgend eine ''eise entleert. und zwar zu einer sehr hohen Entleerung (z. B. über 0,000(i nim Queeksilberdruck).
Beim Betrieb rler in Fig. 1 dargestellten Röhre wird eine hohe Spannung nvisehen der Glühkathode 1 und der Antikathode \_? an gelegt, und das 1Vletailo-efäss 3 wird auf ein konstantes Potential mit Bezug auf die Glüh- kathode gehalten. Zu diesem Zwecke kann man zum Beispiel eines ,der Enden der Glüh hathode leitend mit dem Metallgefäss ver binden.
Auch kann man dio Glühlzathode über eine Quelle konstanter Spannung mit dem Metallgefäss verbinden. Zweckmässig sorgt man dafür, dass das Netallgefäss 3 mit Bezug a.uf alle Punkte des Glülifa,d'ens ein geringes negative. Potential hat.
Schon wenn dieser negative Potentialunterschied nur einige Volt betrIigt, wird keine von der Cllühkathode z.usoesandten Elektronen die Wandung des Metallgelfä,sses treffen können; sie werden siele aber alle nach der Anti kathode 2 begeben müssen.
Bei der darge- stellten Ausführungsform ist diese Anti kathode -ein kleiner kegelförmiger Körper, so dass die Kathodenstrahlen die Antikathode nur auf einen beschränkten Teil ihrer Ober fläche treffen können und infolgedessen auch die Röntgenstrahlen von einer kleinen Ober- fläc.I1e ausgesandt werden, was bekanntlich zur Herstellung von Röntgenaufnahmen un- erlässlich ist.
In der Wandung des Metallgefässes 3 muss an geeigneter Stelle ein Fenster zum Durch lassen der Röntgenstrahlen angebracht sein.
Man kann auch -den Potentialunterschied zwischen dem Metallgefäss 3 und der Glüh= hathode ein wenig positiv machen. Dies hat aber,die nachteilige Wirkung zur Folge, dass ein Teil der von der Glühkathode ausge strahlten Elektronen auf die Metallwandung geraten, was Energieverlust und zugleich eine Erwärmung der Metallwandung verur sacht.
Die in Fis. 1 dargestellte Ausführungs form eignet sich weniger für den praktischen Betrieb, weil man die Antikathode 2 nicht zur Genüge kühlen kann.
Eine praktisch besser verwendbare Aus- führungsfarm. ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Glühkathode 9, :die aus einem kreisförmig gebogenen Draht besteht, innerhalb eines Metallgefässes 6 an gebracht, das bei 7 zu einer kleinen Öffnung eingeschnürt ist, in welcher Öffnung die Antikathode 8 mit einem Teil ihrer Ober fläche angebracht ist.
Dieser Antikathode gegenüber bafindet sich in dem Metallgefäss ein Fenster zum Durchlassen der erzeugten Röntgenstrahlen. Dieses Fenster besteht aus einer Glasplatte 13, ,d'ie luftdicht mit der Metallwandung verschmolzen ist, und auch ist eine ,dünne Metallplatte 14, z. B. aus Alu minium oder Silber, oder ein Gitter oder Ge webe aus ähnlichem Metall, angebracht, die oder das die Röntgenstrahlen durchlässt, aber verhütet, dass die Glasplatte von Kathoden strahlen aufgeladen wird.
Die dünne Metallplatte oder das Gitter ist zu dem Zwecke angebracht, die Wandung des Gefässes, , innerhalb dessen die Glüh- kathode sich befindet, möglichst überall aus Metall herzustellen. Wenn man dann einen geringen negativen Potentialunterschied zwi schen dem Metallgefäss und der Glühkathode hervorruft, so wird keine der von der Glüh- kathode ausgesandten Elektronen in der Lage sein, die Wandung des Gefässes zu erreichen und infolgedessen die Regelmässigkeit der Wirkung der Röhre nachteilig zu beeinflus sen.
Die Zuführungsdrähte 10 und 11 für die Glühkathode sind in eine Glasröhre 12 eingeschmolzen, die luftdicht mit der Wan dung des Metallgefässes verschmolzen ist. Der beispielsweise aus Wolfram bestehende Glühfaden 9 wird von Schützen 16, z. B. aus Molybdän, getragen, die wieder auf einem Ring 15 aus Isoliermaterial, z. B. aus Glas, Porzellan oder dergleichen, befestigt sind.
Die Antikathode ist von dem Metallgefäss durch eine Isolierung isoliert, die einer hohen Spannung Widerstand bieten kann.
Die von, der Glühkafiho:cle ausgesandten KlathüdenstrahIen können die Antikathode in folge der besonderen Form .der Wandung dies Metallgefässes und der Anordnung der Antrikathade in bezug .auf diese Wandunp, nur auf einen kleinen Teil ihrer Oberfläche treffen.
Die Kühlung der Antikathode kann .auf geeignete Weise: erfolgen.
Was den Spannungsunterschied zwischen der Glühkathode und dem Metallgefäss be trifft, so gilt dasselbe, wie oben bereits mit Rücksicht .auf Fig. 1 bemerkt.
Wenn die Glühkathodo aus einem Glüh faden aus Wel.fram besteht, so genügt ein negativer Spannungsunterschied von einigen Volt, z. B. von 5 Volt, um zu verhüten, dass von der Glühkathode ausgesandte Elektronen die Metallwandung treffen.
Es sei noch bemerkt, :d.ass es nicht -durch aus notwendig ist, die beiden Zuführungs drähte für die Glühkathode von dem Metall gefäss zu isolieren:
Man kann auch einen der ZuführungsdTähte leitend oder über einen Widerstand unmittelbar .mit der Wandung des Metallgefässes verbindlen und dann nur den andern Zuführungsdraht isoliert aus der
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Ik'ölire <SEP> hinausführen. <SEP> Dies <SEP> ergibt <SEP> aber <SEP> den
<tb> -Nachteil, <SEP> dass <SEP> der <SEP> S.pannunbsunterschied <SEP> zwi schen <SEP> der <SEP> Glühkathode <SEP> und <SEP> .dem <SEP> Metall <B>g</B>e<B>fäss</B> <SEP> nicht <SEP> regelbar <SEP> ist.
<tb>
Bei <SEP> der <SEP> in <SEP> Fib. <SEP> 3 <SEP> dargestellten <SEP> Ausfüli rungsform <SEP> sind <SEP> :die, <SEP> Antikathode <SEP> und <SEP> das <SEP> 3e ta.llbefä,ss <SEP> wieder <SEP> anders <SEP> ausgeführt <SEP> und <SEP> mit
<tb> Bezug <SEP> aufeinander <SEP> angeordnet. <SEP> An <SEP> der <SEP> Wan dung <SEP> des <SEP> Metall-efässes <SEP> 21 <SEP> ist <SEP> hier <SEP> ein <SEP> l1e talldeckel <SEP> ?? <SEP> befestigt, <SEP> in <SEP> dem <SEP> eine <SEP> kleine
<tb> Offnunb <SEP> ist. <SEP> Die <SEP> in <SEP> eine <SEP> Spitze <SEP> auslaufende
<tb> Antikathode <SEP> 20 <SEP> ist <SEP> dieser <SEP> Offnung <SEP> gegenüber
<tb> flerart <SEP> angeordnet, <SEP> :
dass <SEP> die <SEP> Spitze <SEP> ein <SEP> wenig
<tb> in <SEP> das <SEP> Gefäss <SEP> hineinragt, <SEP> in <SEP> dem <SEP> sieh <SEP> die
<tb> Crlülil@atliode <SEP> befindet. <SEP> Auch <SEP> bei <SEP> dieser <SEP> Aus führungsform <SEP> können <SEP> die <SEP> Kathodenstrahlen
<tb> rlie <SEP> Antikathode <SEP> nur <SEP> auf <SEP> einen <SEP> kleinen <SEP> Teil
<tb> ihrer <SEP> Oberfläche <SEP> treffen. <SEP> Durch <SEP> Regelung
<tb> der <SEP> Spannung <SEP> des <SEP> Metallgefässes <SEP> mit <SEP> Bezug
<tb> auf <SEP> die <SEP> Glühlzathod;e <SEP> und <SEP> somit <SEP> mit <SEP> Bezug
<tb> auf <SEP> die <SEP> Antikathode <SEP> ist, <SEP> man <SEP> im <SEP> Stande, <SEP> den
<tb> von <SEP> den <SEP> Kathodenstrahlen <SEP> zu <SEP> treffenden <SEP> Teil
<tb> rler <SEP> Oberfläche <SEP> der <SEP> Antikathoden <SEP> ab7u iinrlern.
<tb>
Bci <SEP> der <SEP> in <SEP> Fib. <SEP> T <SEP> dargestellten <SEP> Ausfüh rtiubsform <SEP> ist <SEP> das <SEP> Metall-efä.ss <SEP> 23 <SEP> mit <SEP> einer
<tb> sehrä <SEP> b <SEP> angeordneten <SEP> Metallplatte <SEP> 21 <SEP> ver sehen, <SEP> in <SEP> der <SEP> eine <SEP> Offnunb <SEP> 33 <SEP> ist. <SEP> Dieser
<tb> Üffn.ung <SEP> gegenüber <SEP> befindet <SEP> sich <SEP> die <SEP> Anti kathode <SEP> 25, <SEP> die <SEP> durch <SEP> .(las <SEP> Isoliermaterial <SEP> ?7
<tb> von <SEP> dem <SEP> Me3ta.l.lgefäss <SEP> isoliert <SEP> ist. <SEP> Die <SEP> erzeub tc.n <SEP> Röntgenstrahlen <SEP> werden <SEP> durch <SEP> ein <SEP> Fen #ter <SEP> 26 <SEP> geworfen, <SEP> Glas <SEP> in <SEP> ähnlicher <SEP> Weise <SEP> <SEP> ie
<tb> in <SEP> der <SEP> in <SEP> Fib. <SEP> ? <SEP> dargestellten <SEP> Röhre <SEP> ausg:2 führt <SEP> ist.
<tb>
Die <SEP> Glühkathode <SEP> 28 <SEP> ist <SEP> durch <SEP> .die <SEP> Glas kappe <SEP> 29 <SEP> von <SEP> dem <SEP> Metallgefäss <SEP> isoliert <SEP> und
<tb> wird <SEP> durch <SEP> eine <SEP> Batterie <SEP> gespeist, <SEP> mit. <SEP> der
<tb> (--in <SEP> Rebelu@iderstaaid <SEP> 31 <SEP> in <SEP> Reihe <SEP> geschaltet
<tb> i.t. <SEP> Ein <SEP> -\Viderstaiid <SEP> 32, <SEP> der, <SEP> falls <SEP> erwünscht,
<tb> e#ucli <SEP> regelbar <SEP> ausgeführt <SEP> werden <SEP> kann, <SEP> dient
<tb> clazu, <SEP> dem <SEP> Metallgefäss <SEP> einen <SEP> negativen <SEP> Po t-ntialunterschied <SEP> zu <SEP> beben, <SEP> die <SEP> in <SEP> bezug <SEP> auf
<tb> siinitliahe <SEP> Punkte <SEP> des <SEP> Glühfadens <SEP> bering <SEP> ist.
<tb>
Bei <SEP> der <SEP> in <SEP> Fib. <SEP> d <SEP> dargestellten <SEP> Einri-h tung <SEP> ist <SEP> die <SEP> Antikathode <SEP> kurz <SEP> hint#,r <SEP> der
<tb> Öffnung <SEP> in <SEP> dem <SEP> Metallgefäss <SEP> angeordnet.
<tb> Die <SEP> Kathodenstrahlen <SEP> können <SEP> nur <SEP> durch
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diese <SEP> Ofl'urm- <SEP> die <SEP> An1-ika.thode <SEP> treffen, <SEP> so
<tb> dass <SEP> auch <SEP> hier <SEP> dir <SEP> Bedinbuub <SEP> erfüllt <SEP> ist, <SEP> dass
<tb> nur <SEP> ein <SEP> kleiner <SEP> Teil <SEP> der <SEP> Oberfläche <SEP> der
<tb> Antik.atliode <SEP> zur <SEP> Erzeug-inb <SEP> der <SEP> Röntgen strahlen <SEP> verwendet <SEP> wird.
<tb>
Die <SEP> Antika.thodo <SEP> kann <SEP> aus <SEP> irrend <SEP> einem
<tb> geeigneten <SEP> Stoff, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> aus <SEP> Nolcb <SEP> dän. <SEP> Wol fram <SEP> oder <SEP> derbleieht,n, <SEP> bestehen.
<tb>
Bei <SEP> der <SEP> in <SEP> Fi-,. <SEP> 5 <SEP> dargestellten <SEP> Ausfüh runbs-form <SEP> sind <SEP> der <SEP> Glühfaden <SEP> 38 <SEP> und <SEP> das
<tb> Fenster <SEP> 39 <SEP> in <SEP> bleir-her <SEP> \'eise <SEP> in <SEP> bezub <SEP> auf
<tb> die <SEP> Antikathode <SEP> 37 <SEP> angeordnet, <SEP> wie <SEP> es <SEP> bei
<tb> der <SEP> in <SEP> Fib. <SEP> \? <SEP> darbc#stc-llten <SEP> Röhre <SEP> der <SEP> Fall <SEP> ist.
<tb>
Was <SEP> den <SEP> Betrieb <SEP> einer <SEP> Röntgenröhre <SEP> nach
<tb> der <SEP> Erfindung <SEP> buirifft, <SEP> so <SEP> sei <SEP> noch <SEP> bemerkt,
<tb> dass, <SEP> obwohl <SEP> es <SEP> gPUübt, <SEP> eine <SEP> negative <SEP> Span nung <SEP> an <SEP> das <SEP> lNlc-tzillgefäss <SEP> anzulegen, <SEP> die <SEP> im
<tb> Vergleich <SEP> zu <SEP> der <SEP> an <SEP> die <SEP> Glühkathode <SEP> ange legte <SEP> Spannung <SEP> ,gering <SEP> ist, <SEP> fliese <SEP> Spannung
<tb> auch <SEP> höher <SEP> sein <SEP> konn. <SEP> oliv, <SEP> (lass <SEP> sich <SEP> dabei
<tb> wichtige, <SEP> Nachteile <SEP> hinsichtlich <SEP> der <SEP> Wirkung
<tb> der <SEP> Röhre <SEP> ergeben.
<tb>
Als <SEP> Material <SEP> für <SEP> das <SEP> Metall@@rhüu@c@ <SEP> kö <SEP> nuen
<tb> zum <SEP> Beispic#1 <SEP> Iiitpfer <SEP> oder <SEP> Eisen <SEP> benutzt <SEP> wer den <SEP> und <SEP> zur <SEP> hiftclichten <SEP> Verbindung <SEP> des <SEP> Mc tallbefässes <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Glas <SEP> der <SEP> Röhre <SEP> hann <SEP> ein
<tb> Platinring <SEP> verwendet <SEP> werden. <SEP> Zu <SEP> diesem
<tb> letzten <SEP> Zwecke <SEP> kann <SEP> man <SEP> mit <SEP> Vorteil <SEP> a.ue.h
<tb> einen <SEP> Cliromeiseni-iu#, <SEP> benutzen, <SEP> wenn <SEP> nur <SEP> die
<tb> Zusammensetztm<B><I><U>o</U></I></B>, <SEP> (I-es <SEP> Chromeisens <SEP> derart <SEP> ist,
<tb> da <SEP> ss <SEP> die <SEP> Wiirme-Ztisdelinunbszahl <SEP> der <SEP> des
<tb> Glases <SEP> entspricht.
<SEP> auch <SEP> kann <SEP> man <SEP> das <SEP> ganze
<tb> 1letallbefäss <SEP> au-, <SEP> Chromeisen <SEP> dieser <SEP> Zusa.n mensetzung <SEP> herstellen, <SEP> da <SEP> die <SEP> leiehte <SEP> Ent ga.sunb <SEP> und <SEP> beringe <SEP> Porösität <SEP> dieser <SEP> Legie rung <SEP> besonders <SEP> vorteilhafte <SEP> Eibenscha.ften
<tb> '411d.