Antikathode mit Wasserkühlung. Die bekannten Röntgenröhren mit: Was serkühlung, bei denen das Antikathodenrohr mit einem zur Aufnahme eines Kühlmittels, z. B. Wasser, dienenden Behälter verbun den ist, wurden bisher meistens so benutzt, dass das in dem Kühlmittelbehälter befind liche Wasser von möglichst niedriger Tem peratur bis nahe an den Siedepunkt erhitzt. wurde. .Für die Zwecke der Radioskopie und Radiographie genügt. dieses Verfahren voll kommen, weil hierbei die Benutzungszeiten der Röntgenröhre für gewöhnlich nicht so lang sind, dass das Kühlwasser siedet.
An ders liegen aber die Verhältnisse beim Be triebe der Röntgenröhren für die Radiothera pie, da die Röntgenröhren hierbei zur Er zielung einer starken Bestrahlung oft unter höchster Belastung % Stunde oder länger betrieben werden müssen. Um in diesen Fällen eine übermässige Erhitzung des Kühl wassers zu verhüten, wurde die Menge des Kühlwassers erheblich vergrössert. hier durch wird aber die Anordnung eines von der Röntgenröhre getrennten Kühlmittel- behälters erfordert, wobei das Kühlwasser entweder durch den thermodynamischen Auftrieb oder durch eine besondere Pumpe in Umlauf gebracht werden muss.
Da hierbei sowohl der Wasserbehälter, als auch die Pumpe isoliert aufgestellt und beide mit der Röntgenröhre durch Schläuche verbunden werden müssen, so ergibt sich hieraus ein sehr umständlicher und verwickelter Be trieb.
Es ist nun praktisch sehr wohl möglich, Röntgenröhren mit Wasserkühlung so zu betreiben, dass sie auch bei kochendem Kühlwasser konstant bleiben. Da nämlich etwa sechs- bis siebenmal so viel Wärme nötig ist, um eine bestimmte Wassermenge von 1001' C in gesättigten Dampf zu ver wandeln, als dieselbe Wassermenge von 15 bis 201 C (mittlere Zimmertemperatur; auf annähernd 100 C zu erwärmen, so kann eine Röntgenröhre mit kochendem Kühl wasser längere Zeit betrieben werden, ohne dass es nötig wird, das Kühlwasser zu er neuern und zu diesem Zwecke den Betrieb zu unterbrechen.
Der Antikathode kann also mit einer verhältnismässig kleinen Wasser- menge, die in Dampf verwandelt wird, die selbe Wärmemenge entzogen werden wie mit einer grossen Wassermenge, die von der Zimmertemperatur bis nahe an den Siede punkt erhitzt wird. Der Betrieb einer Röhre mit kochendem, in Dampf überzuführendem Kühlwasser bietet natürlich den Vorteil grosser Einfachheit, weil hierbei alle zusätz lichen Vorrichtungen in Wegfall kommen.
Wenn sich trotzdem ein solcher Betrieb bei Röntgenröhren für die Radiotherapie nicht in weiterem Umfange eingebürgert hat, so liegt dies daran, dass der Patient durch einen solchen Betrieb bei der üb lichen Bauart der Röntgenröhren mit Was serkühlung leicht gefährdet wird. Bei den bisherigen Röntgenröhren mit Wasserküh lung besteht nämlich der mit der Röhre fest verbundene Kühlmitt.elbehälter stets und meist auch das sich daran schliessende, zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit dienende Anikatliodenrohr aus Glas:
diese Teile sind daher der Gefahr des Zerspringens durch thermische Einflüsse ausgesetzt und, kön nen auch durch die Möglichkeit der Zerstö rung der dünnwandigen Röntgenröhre selbst gefährdet, werden. In allen diesen Fällen er giesst sich natülich das kochende Kühlwas ser über den meistens unmittelbar unter der Röntgenröhre gelagerten Patienten, der so mit der Gefahr der Verbrühung ausgesetzt ist.
Nach der Erfindung soll diese Gefahr be seitigt und die gefahrlose Verwendung von Röntgenröhren mit Verdampfung des Kühl wassers für die Radiotherapie in weiten Umfange ermöglicht werden. Zu diesem Zwecke sind nach der Erfindung der Kühl mittelbehälter und das mit. ihm verbundene Antikathodenrohr aus unzerbrechlichem Stoffe hergestellt., z. B. aus Metall, so dass sie der Gefahr der Zertrümmerung durch thermische oder mechanische Einflüsse nicht ausgesetzt sind.
Die Wirkungsweise einer solchen Kühl vorrichtung kann dadurch verbessert wer den, dass man besondere Vorkehrungen trifft, um die Ableitung des sich in dem Anti- kathodenrohr und in dem sich daran schlie ssenden Kühlmittelbehälter entwickelnden Dampfes zu begünstigen.
Schliesslich kann eine Einrichtung vorge sehen werden, die ermöglicht, den Stand der Kühlflüssigkeit im Innern des undurch sichtigen Behälters von aussen zu erkennen.
Auf der Zeichnung sind mehrere Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des dargestellt.
Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ein richtung bezeichnet 1 die zweckmässig aus Kupfer hergestellte Antikathode, die aussen den aus Platin oder Wolfram bestehenden Antikathodenspiegel 2 trägt. Das mit der Antikathode 1 verbundene, zweckmässig aus Kupfer bestehende Rohr 3 ist aussen an einem Platinringe 4 befestigt, der mit dem sich an den Stutzen 5 der Röntgenröhre 6 anschliessenden innern Glasrohr i durch Einschmelzen verbunden ist.
Während nun bisher der Kühlmittelbehälter sich unmittel bar an das Glasrohr 'i anschloss und eben falls aus Glas hergestellt wurde, ist hier ein kugelig gestalteter Kühlmittelbehälter 8 aus Metall oder sonstigem unzerbrechlichem Stoff angeordnet, dessen unterer Teil in ein Metallrohr 9 ausläuft, das mit seinem freien Ende unter Verwendung einer geeigneten Dichtung in das obere Ende des ebenfalls unzerbrechlichen Ant.ikathodenrohres 3 lös bar eingesetzt und mit diesem beispielsweise durch Verschrauben wasserdicht verbunden ist.
Eine auf dem Stutzen 5 der Röntgen röhre 6 durch Kitten oder dergleichen be festigte, das Metallrohr 9 umgebende Ring kappe 10 gibt dem Kühlmittelbehälter ? eine sichere Stütze und entlastet gleichzei tig den Platinring 4.
Der Einfüllstutzen 11 des Behälters 8 wird zweckmässig durch einen Deckel 12 ge schlossen, durch den ein dünnes Röhrchen 93 hindurchgeführt ist, das zum Ableiten des sich etwa in dem Behälter 8 sammeln den Wasserdampfes dient. Hierdurch wird erreicht, dass auch bei umgekehrter Lage des Behälters 8 das darin befindliche heisse Wasser nur tropfenweise austreten kann. Beim Betriebe der beschriebenen Anti kathode mit Verdampfung des in dem Anti- kathodenrohre 3 und in dem Behälter 8 be findlichen Kühlwassers erfolgt die Ver dampfung vorwiegend, unmittelbar hinter der Antikathode 1, d. h. am Boden des. Roh res 3, weil dieser dem Ausgangspunkte der Röntgenstrahlen am nächsten liegende Teil am stärksten erhitzt wird.
Um nun die an dieser Stelle aufsteigenden Dampfblasen, die das Wasser von dem Boden des Rohres zu verdrängen suchen und dadurch eine unregelmässige, stossweise Verdampfung verursachen, rasch zu entfernen, ist in das Rohr 3 und in den sich mit dem Rohre 9 daran schliessenden Kühlmittelbehälter 8 ein mittleres, engeres Rohr 14 eingebaut, das oberhalb des Wasserspiegels im Behälter 8 mündet. (Fig. 2). Zum Abscheiden des von dem Dampfe mitgerissenen Wassers ist die ses Rohr 14 oben zweckmässig mit einem Abweiser 15 versehen, der das Heraus schleudern von Wassertropfen aus dem Be hälter 8 verhütet.
Das innere Ende 16 des Dampfableitungsrohres <B>14</B> liegt etwa % cm oberhalb des Bodens des Antikathodenrohres 3 und ist trichterförmig erweitert, um mög lichst viele Dampfblasen auffangen zu kön nen. Die mittlere Lage des Rohres 14 in dem Antikathodenrohre 3 und in dem Ansatz rohre 9 wird zweckmässig durch eingelötete Metallstege 1'7 gesichert.
Bei der Ausführungsform der Antikathode nach Fig. 3 und 4 ist. an Stelle des in Fig. 2 dargestellten Dampfableitungsrohres 14 in den Teilen 3, 9 und 8 eine mittlere Scheide wand 18 angeordnet, die so gestellt ist, dass bei der üblichen Schrägstellung der Anti kathode in der obern Hälfte des von der Wand 18 unterteilten Kreisquerschnittes ein Weg für den Abzug des Dampfes geschaffen ist, während das Wasser unterhalb der .dicht an die Antikathode 1. herangeführten Scheidewand ungehindert zuströmen kann.
Bei Röntgenröhren mit unzerbrechlichem, also z. B. metallischem Kühlmittelbehälter wird es als störend. empfunden, dass man den Stand der Kühlflüssigkeit nicht ohne weiteres von aussen erkennen kann, der sich beim Gebrauche durch Verdampfen des Kühlmittels ändert. Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist nach dem Ausführungsbei spiel der Fig. 5 der metallische Kühlmittel behälter mit einem Wasserstandsglase ver sehen.
Am obern Ende des Rohres. 9 ist hier seitlich ein Rohrstück 19 angelötet und in dieses ein gebogenes Glasrohr 20 eingekittet, das sich der äussern Form des in der Regel kugelförmigen Behälters 8 anpasst und in der Mitte noch durch einen Führungsring 21 abgestützt ist. Das Glasrohr 20 steht durch das enge Loch 22 mit dem innern Hohlraume des Kühlmittelbehälters in Verbindung, und da es an seinem obern Ende 23 offen ist, wird die Flüssigkeit nach dem Gesetze der kommunizierenden Röhren ebenso hoch stehen wie in dem kugelförmigen Teil des Kühlmittelbehälters. Da das Verbindungs loch' 22 sehr eng ausgeführt ist, kann sich die wallende Bewegung der im Behälter 8 befindlichen Kühlflüssigkeit beim Sieden nicht auf den Flüssigkeitsspiegel in dem Rohre 20 übertragen.
Der Vorteil des unzer brechlichen Kühlmittelbehälters wird auch bei Anwendung dieses Standrohres voll ge wahrt, ereil selbst bei einem im übrigen äusserst unwahrscheinlichen Breche des Standglases die heisse Flüssigkeit durch die enge Öffnung 22 nur tropfenweise ausflie ssen kann.
Mit Hilfe der beschriebenen Antikathode und ihrer Kühlvorrichtung lassen sich - ohne zusätzliche, den Betrieb verwickelt machende Hilfsvorrichtungen - Röntgen röhren mit Verdampfung des Kühlwassers für die Radiotherapie ohne Gefahr für den Patienten verwenden.