Anastigmatische Röntgenröhre. Alle bekannten Konstruktionen von Rönt genröhren zeigen in verschiedenem Masse eine Abhängigkeit der Zeichenschärfe in einem Bildpunkt von dem Neigungswinkel der Brennfleckfläche zu dem nach dem betreffen den Punkt des Bildträgers (photographische Platte, Leuchtschirm usw.) führenden Pro jektionsstrahl. Ist beispielsweise der Brenn- fleck bandförmig, so macht sich bei einer Röntgenaufnahme eine - deutliche, oft sehr störende Abnahme der Schärfe des Bildes von der Mitte nach beiden Seiten und ganz besonders von dem der Anode zugekehrten nach dem der Kathode zugekehrten Bildteil hin bemerkbar.
Diese Eigenschaft der Rönt genröhre, Bildteile ungleicher Schärfe zu er zeugen, wird meist als "Astigmatismus" be zeichnet. Aber auch elliptische und kreis förmige Brennflecke zeigen, sofern die Brennfleckebene mit der Bildebene einen Winkel bildet (meist zwischen 45 und 80 ), diese Erscheinung.
Streng genommen könnte nur ein punktförmiger Brennfleck oder eine kugelförmige Brennfläche anastigmatisehe Bilder liefern: Brennflecke in greis- oder Ringform, deren Fläche parallel zur Bild ebene verläuft, würden praktisch anastigma- tische Bilder erzeugen, jedoch können sie im Interesse der Gesamtschärfe, die mit der Grösse des Brennfleckes abnimmt, nur sehr klein sein. Um die mittlere Gesamtschärfe des Bildes nicht übermässig zu verringern, ist man zum strichförmigen_Brennfleck (Strich fokus) übergegangen.
Gerade bei dieser Röhrenausführung tritt aber ein besonders deutlicher Astigmatismus auf.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Röntgenröhre, deren Belastbarkeit diejenige der normalen Strichfokusröhren übertrifft und derjenigen der Röhren mit drehender Anode für Momentaufnahmen nur wenig nachsteht, die jedoch vollkommen anastigma- tisch arbeitet.
Bei dieser neuen Röhre bildet die die Röntgenstrahlen - aussendende Brenn- fläche die äussere, -mit Elektronen gleich mässig belegte Mantelfläche einer aus schwer schmelzendem Metall, zum Beispiel Wolf ram, bestehenden, schlank kegelförmigen oder kegelformähnlichen Anode, deren Spit zenwinkel höchstens<B>30'</B> beträgt, und deren Achse auf das Strahlenaustrittsfenster zu gerichtet ist. Dabei erscheint die wirksame bilderzeugende Brennfläche von jedem Punkt der Bildebene aus im wesentlichen als Kreis.
Fig. 1 der Zeichnung veranschaulicht den Grundgedanken der Erfindung schematisch. In ihr ist a die kegelförmige Anode, b die Randlinie der Kegelgrundfläche, c die Kegel achse, die in ihrer Verlängerung im Punkt e die Bildebene g durchdringt.
Die Punkte, in denen die Verlängerung .der einzelnen Er zeugenden des Kegels a über seine Spitze hinaus die Bildebene g treffen, bilden auf dieser einen Kreiss f. Von allen Punkten, die innerhalb des Kreises f liegen, ist .der Grund kreis b des Anodenkegels a vollständig sicht bar.
Die wirksame bildgebende Brennfläche ist stets praktisch kreisrund, die effektive Brennfläche ist aber die Kegelmantelfläche. Da der Grundkreis b des Kegels parallel zur Bildebene liegt, ist eine perspektivische Verkürzung des Kreisdurchmessers d selbst von einem Punkt des Kreises f aus betrachtet äusserst gering.
Beträgt beispielsweise der Winkel a an der Spitze des Kegels 22 , so ist die grösste perspektivische Verkürzung des Durchmessers d der Kegelgrundfläche, von einem Punkt der Kreislinie f aus be trachtet, gleich
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Die perspektivische Verkürzung beträgt somit weniger als 2 %, also beispielsweise bei einem Durchmesser des Kegelgrundkreises von 6 mm weniger als 0,12 mm. Man erhält hier nach innerhalb des Kreises f eine praktisch völlig gleichbleibende Zeichenschärfe.
Bei .der praktischen Ausführung braucht der Kegel nicht unbedingt eine gerade Er zeugende zu haben; .diese kann gegebenen- falls etwas gekrümmt sein, etwa so, dass die Fläche ein Rotationshyperboloid ist. Als Material für den Kegel kommt ein schwer schmelzbares Metall, insbesondere Wolfram, in Betracht. Gegebenenfalls können auch ent sprechende Legierungen in Frage kommen. Die Kühlung kann durch Wärmestrahlung erfolgen. Man kann aber auch die massive Kegelanode mit einer stielartigen Verlänge rung in ein gut wärmeleitendes Material, zum Beispiel Kupfer, einbetten. Wird die Kegel anode als Hohlkörper ausgeführt, so kann die Kühlung durch ein in ihrem Innern rasch zirkulierendes Medium erfolgen.
Die gleichmässige Belegung .des Kegel mantels der Anode mit Kathodenstrahlen (Elektronen) kann mittelst 'Glühkathoden er folgen, die den Kegelmantel umgeben. Diese erhalten vorzugsweise Schraubenlinienform und werden zweckmässig samt der Kegel anode in ein als Sammelvorrichtung dienen des trommelförmiges Metallgehäuse ein geschlossen. Ein solches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser ist die Kegelanode a von einem trom- melförmigen Gehäuse h umschlossen, dessen Achse mit der Kegelanode zusammenfällt. Die der Grundfläche .des Kegels zugekehrte ebene Wand i .des Gehäuses weist eine Durch trittsöffnung k für die Kegelanode auf.
Die andere Stirnwand j des Gehäuses hat gegen über der Spitze des Kegels a eine Strahlen austrittsöffnung m. Das aus Metall be stehende Gehäuse h erhält ein der Anode ent gegengesetztes Potential. Die Öffnung k wird so gross bemessen, dass bei Hochvakuum keine selbständigen Entladungen zwischen Anode und Gehäuse stattfinden können.
Im Gehäuse h sind in der Nähe der Trommelwand als Kathoden zwei .diametral einander gegenüberliegende, zum Beispiel schraubenlinienförmig gewundene Glühdrähte n derart angeordnet, dass die Schraubenachsen mit den Achsen,des Anodenkegels a in einer Ebene liegen. Nach der Zeichnung verlaufen die Schraubenachsen parallel zur Kegelachse; sie können aber auch zu ihr derart ,geneigt sein, dass sie sich schneiden.
Versuche haben gezeigt, dass bei richtiger Dimensionierung der trommelförmigen Sammelvorrichtung die Schraubenachsen parallel zur Kegelachse verlaufen können, ohne dass dadurch die Be legung der Kegelmantelfläche, sei es bei ge ringer Elektronenemission (wenige mA Röh renstrom), sei es bei sehr hoher Elektronen emission (Röhrenstrom bis 1000 und mehr mA), eine ungleichmässige wird.
Die Glühdrähte n können ein- oder zwei polig isoliert in die Sammelvorrichtung ein geführt werden. Man kann sie parallel oder hintereinander schalten und ihnen das gleiche Potential wie der Sammelvorrichtung oder ein anderes Potential geben.
Um bei gleichbleibender Glühdraht- heizung, speziell bei Verwendung eines pul sierenden Röhrenstromes, den Emissionswert zu variieren, kann man in der Nähe der Glühdrähte Hilfselektroden in Form von Git tern, Stäben usw. anordnen, deren Potential verschieden von dem der Glühdrähte ist.
Die Wandungen der die Kegelanode prak tisch vollständig einhüllenden Sammelvor- richtung können so dick genommen werden; dass der vorschriftsmässige Röntgenstrahlen schutz bereits innerhalb des Glaskörpers der Röhre erreicht wird.