Röntgenröhre mit durchlochter Anode. Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit scharfem Brennfleck. Es sind Röntgen röhren bekannt, bei denen die Anode einen trichterförmigen Kanal aufweist und die Röntgenstrahlen an der Innenwandung des Kanals erzeugt werden. Der Durchmesser des Kanals nimmt in der Austrittsrichtung der Strahlen zu. Bei diesen Röhren treffen die Kathodenstrahlen seitlich auf die Wand der Hohlanode auf. Entweder wird die Glüh- kathode ganz von der trichterförmiger. Kanal wandung umschlossen, oder die Elektronen treten durch ein Loch in dieser Wand von der Seite her in den Kanal hinein.
Erfindungsgemäss ist in einer Röntgen röhre, deren Anode eine trichterförmige Höhlung besitzt und bei der die Röntgen strahlen an der Innenwandung dieser Höhlung erzeugt und in der Längsrichtung derselben ausgestrahlt werden, die Elektronenquelle ausserhalb der Höhlung an dem vom Strahlen austritt abgewandten Ende angeordnet. Die Kathodenstrahlen (Elektronen) werden dabei derart geführt, dass sie konvergent verlaufen und durch die engere Öffnung der Höhlung hindurch allseitig auf die Innenwandung gelenkt werden.
Diese Einrichtung hat den Vorteil, dass ein scharfer Brennfleck erreicht werden kann, der innerhalb eines grossen Winkels frei von Astigmatismus ist und ferner, dass die Nei gung der wirksamen Röntgenstrahlen mit Bezug auf die sie erzeugenden Kathoden strahlen sehr gering ist, wodurch eine mög lichst grosse Strahlenausbeute erhalten wird. Von dem streifenden Auffall von Kathoden strahlen ist gelegentlich zur Erreichung lang gestreckter Brennfläche Gebrauch gemacht worden. In optischer Hinsicht hat jedoch ein flacher oder schmaler, langgestreckter Brenn- fleck den Nachteil, dass er von verschiedenen Stellen des Bildfängers aus gesehen nicht die gleichen Abmessungen zeigt (Astigma tismus).
Das oben angegebene Prinzip der Erzeugung konvergenter Kathodenstrahlen gestattet es, einen kreisrunden Brennfleck zu erzeugen, der bei erhöhtem Nutzeffekt und guter Wärmeverteilung eine hervor ragende Zeichenschärfe ergibt.
Das Elektrodensystem der Röntgenröhre st zweckmässig so ausgebildet, dass die Ka thode sich in Richtung auf die Anode trich terförmig öffnet rind ihr mindestens annähernd äquidistant eine Fläche des Anodenkörpers gegenüber liegt, die für den Durchtritt, der Kathodenstrahlen ringförmig durchbrochen ist. Mit Vorteil wird dabei eine schmale ringförmige Kathodenstrahlenquelle verwen det. Beispielsweise dient als solche ein ring förmiger Glühdraht, welcher in einer ring förmigen schmalen Rinne eingelagert ist.
Durch die erwähnte zweckmässige Neigung der Fläche der Sammelvorrichtung und der zu dieser mindestens annähernd äquidistant angeordneten Anodenfläche wird die Richtung der zwischen beiden Flächen verlaufenden elektrischen Kraftlinien und damit die An fangsrichtung der Kathodenstrahlen bestimmt. Die Konvergenz der Kathodenstrahlen kann durch die Wahl der Neigung der sich äqui- distant gegenüberliegenden Flächen der Ka thode und der durchbrochenen Anode beliebig gewählt werden.
Zweckmässig wird sie so gewählt, dass der Überschneidungspunkt der Kathodenstrahlen erst in der Höhe der der Kathode zugewandten Öffnung der Röntgen hohlanode liegt, weil in diesem Falle die Öffnung einen möglichst kleinen Durchmesser haben kann, so dass die Ausdehnung des optisch wirksamen Brandfleckes besonders klein wird.
Da sich die thermische Belastung auf die ganze Innenwandung der Höhlung ver teilt, lassen sich mit einem derartigen Brenn- fleck ausserordentlich hohe Intensitäten er reichen, zumal sich durch den streifenden Einfall der Kathodenstrahlen eine bis zu 30'/o höhere Ausbeute an Röntgenstrahlen ergibt, als bei senkrechtem Einfall.
Eine Röntgenstrahlenröhre nach der Er findung lässt sich in verschiedener Weise und in verschiedener Form herstellen. Eine be sonders einfache Bawart ergibt sich bei zy lindrischem Röhrenkörper und achsialem Austritt der Röntgenstrahlen. Die zum Ruf fall der Kathodenstrahlen bestimmte Mantel fläche besteht zweckmässig aus Wolfram und kann in einem massiven Metallblock zur Abführung der auf der Röntgenanode ent wickelten Wärme eingebettet sein.
Dieser Metallblock kann an seiner der Kathode zugewandten Seite die zur Erreichung eines konvergenten Kraftfeldes nötige Wölbung besitzen und mit einem metallenen Wandungs- teil in inniger Berührung stehen, so dass über diesen und durch an ihm befestigte Kühl rippen oder sonstige Hilfsmittel zur Kühlung die Wärme nach aussen abgeführt werden kann. Beim Betrieb einer solchen Röhre wird die Anode zweckmässig geerdet.
Es ist auch möglich; nach dem angege benen Prinzip eine Röntgenröhre mit seitli chem Strahlenaristritt herzustellen, deren beide Elektroden Hochspannung führen. Auch hier kann zweckmässig die zum Ruffall der Kathodenstrahlen bestimmte Mantelfläche mit der zum Einfall der Kathodenstrahlen und zur richtigen Gestaltung des elektri schen Feldes notwendigen durchbrochenen Fläche zu einem Körper vereinigt werden. Die dieser Fläche äquidistant gegenüberlie gende Kathode muss in diesem Falle egach- sial angeordnet sein.
Bei dieser Bauart lässt sich vorteilhaft das Prinzip der Spannungs unterteilung verwerten, indem der Wandteil der Röntgenröhre in Höhe des Entladungs raumes aus Metall hergestellt oder mit lei tenden Belägen versehen wird.
Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele von Röntgenröhren nach der Erfindung näher erläutert werden.
Fig. 1 stellt in einem Beispiel einen schematischen Schnitt durch Anode und Kathode einer Röntgenröhre nach der Ei findung dar; .
Fig. 2 stellt ein Beispiel einer Röntgen röhre mit aclisialem Strahlenaustritt -im Schnitt dar; Fig. 3 ist ein Schnitt durch ein Beispiel einer Röntgenröhre mit Spannungsuntertei lung und seitlichem Strahlenaustritt.
In Fig. 1 ist eine Kathode 1 dargestellt, die aus einem, sich nach der Anode zu trichterförmig öffnenden Metallkörper besteht, in dem ein Hohlraum 4 vorgesehen ist. Der Kathode gegenüber ist die Anode 2 gelagert. Diese hat eine der Kathode zugewandte Fläche, welche mit der trichterförmigen Kathodenfläche mindestens annähernd äqui- distant ist. Durch das in dem Potentialge- fälleraum zwischen diesen Flächen sich bil dende elektrische Feld wird die Austritts richtung der Kathodenstrahlen bestimmt.
Zur Erzeugung der Kathodenstrahlen dient in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ein ringförmiger Glühdraht 3, der in dein Hohl raum 4 irn Kathodenkörper angeordnet ist. Die Kathodenstrahlen treten durch eine ringförmige Öffnung in der genannten Ka thodenfläche heraus, durchqueren den Ent ladungsraum zwischen Kathode und Anode in einer Richtung senkrecht zur Kathoden oberfläche und treten durch eine in der Ano- denvorderfläche vorgesehene ringförmige Öff nung 5. Sie überschneiden sich hiernach in einem Punkt, der in der Höhe der engsten Öffnung der kegelförmigen Höhlung in der Anode 2 liegt.
Nach ihrer Überschneidung treffen sie streifend auf die. Innenfläche 6 der Anodenhöhlung auf. An dieser Stelle ist zweckmässig ein Einsatz aus Wolfram ange ordnet der in denn Metallblock der Anode eingebettet ist. Letzterer besteht wie üblich aus einem Metall guter Wärmeleitfähigkeit, wie Kupfer. Aus der sich gegen das Strah- lenaustrittsfenster befindlichen Öffnung der kegelförmigen Höhlung in der Anode treten die Röntgenstrahlen aus.
In Fig. 2 ist an den gläsernen Röhren körper 8 ein Metallring 9 angeschmolzen, welcher einen Teil der Röhrenwandung bil det. Durch eine hochvakunmdichte Ver schmelzung, beispielsweise in Form eines Quetschfusses 10, sind die Zuführungen zur Glühkathode 11 eingeführt. Bei dieser Aus führungsform liegt die Glühkathode in einer schmalen Rinne, welche in die sich nach der Anode zu trichterförmig öffnende Vorder fläche der Kathode 12 eingelassen ist.
Dieser Vorderfläche mindestens annähernd äquidi- stant gegenüber liegt die Anodenvorder- fläche 13, die zum Durchtritt der Kathoden strahlen eine ringförmige Öffnung 14 auf weist. Die sich überschneidenden Kathoden strahlen treffen streifend auf die den innern Mantel eines Kegelstumpfes bildende Mantelfläche 15. Aus diesem treten durch das Strahlenaustrittsfenster 16 die Röntgen strahlen aus.
In Fig.3 ist mit dem zylindrischen Röhren körper 17 in Höhe des Entladungsraumes hochvakuumdicht ein metallener Wandungs- teil 18 verschmolzen, welcher ein Röntgen strahlenaustrittsfenster 19 aufweist. Durch den Quetschfuss 20 sind die Zuführungen zur Glühkathode 21 eingeführt, welche in eine schmale Rinne der gegen die Anode sich trichterförmig öffnenden Vorderfläche der Kathode 22 eingelassen ist.
Die Anode 23 bildet an der der Kathode gegenüberliegenden Stelle eine zu ihr min destens annähernd äquidistante Fläche mit einer ringförmigen Öffnung 24 zum Durch tritt der Kathodenstrahlen. Nach ihrer Über schneidung treffen diese Strahlen auf den in den Anodenkörper 23 eingelassenen Hohl körper 25 auf, der den innern Mantel eines Kegelstumpfes bildet und von dem aus durch das Strahlenaustrittsfenster 19 die Röntgen strahlen austreten.