DE766054C

DE766054C - Gas- oder dampfgefuellte Roentgenroehre mit fluessiger Kathode

Info

Publication number: DE766054C
Application number: DEL98896D
Authority: DE
Inventors: Lewi Tonks
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-09-01
Filing date: 1939-08-26
Publication date: 1952-12-22
Also published as: US2206710A; FR859683A; BE436501A; GB532479A

Description

Es sind gas- oder dampfgefüllte Röntgenröhren mit flüssiger Kathode und dem Anodenkörper vorgelagerten Einbauten, die durch Verengung der Entladungsbahn unter Mitwirkung einer im Anodenkreis angeordneten Induktivität eine selbsttätige Stromunterbrechung bewirken, bekannt. Erfindungsgemäß wird die Wiederzündung der Entladung bei solchen Röntgenröhren nach jeder Stromunterbrechung durch einen dauernd innerhalb einer Kühlschlange brennenden Hilfslichtbogen bewirkt. Es sind bereits

Quecksilberdampfgleichrichter bekannt, bei denen die Wiederzündung der Entladung nach jeder Stromunterbrechung durch einen dauernd brennenden Hilfslichtbogen erfolgt. Überraschenderweise kann man einen solchen Hilfslichtbogen auch bei den. erfindungsgemäßen Röntgenröhren verwenden, obgleich bei diesen zur Entstehung der hohen Spannung am Entladungsgefäß ein außerordentlich niedriger Dampfdruck in dem Augenblick der Unterbrechung der Bodenentladung herrschen muß. Durch die den Hilfslichtbogen

umgebende Kühlschlange wird jedoch anscheinend eine so schnelle Kondensation des Dampfes der Kathodenflüssigkeit erreicht, daß der Lichtbogen in außerordentlich kurzer Zeit abreißt.

Die Figuren zeigen in schematischer Weise Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. ι ist eine Röhre dargestellt, die aus einem zweiteiligen Glaszylinder besteht. Der untere, die ίο Quecksilberkathode aufnehmende Teil ist durch eine Metallplatte ι abgeschlossen, während der obere Teil die Anodenteile aufnimmt. Die Platte ι trägt eine Kühlschlange 2. die zur Begrenzung des Quecksilberdampfdruckes während des Betriebes dient. Von der Elektrode 3 brennt eine Hilfsentladung zur Kathode 4, die mit einer bekannten Tauchelektrode 5 gezündet wird. Der Kathodenfleck dieser Hilfsentladung kann in bekannter Weise durch einen Ring 6 begrenzt werden. Die Hilfsentladung wird aus einer Gleichstromquelle 7 über einen Widerstand 8 gespeist.

Der obere Teil des Glasgefäßes trägt den Anodenstiel 9, der mittels einer fließenden Kühlflüssigkeit gekühlt wird. An dem Anodenstiel ist ein Teil 10 angebracht, der in einer Bohrung ir die Antikathode 12 aufnimmt. Die Antikathodenfläche ist zur Achse des Entladungsgefäßes geneigt angeordnet, so daß die Röntgenstrahlen seitlich durch die Bohrung 13 auftreten können. Durch die Platte 14 wird die Entladung auf einer bestimmten Länge der Entladungsbahn eingeengt. Eine weitere Einengung erfolgt durch den eine innere Öffnung von etwa 1 cm Durchmesser aufweisenden Ring 15. 16,17 ^und ¹^ ^smd Schutzringe, die die von den beschleunigten Elektronen in der Xähe der Anode gebildeten Ionen auffangen und zur elektrostatischen Abschirmung dienen sollen. Die Anbringung von mehreren die Entladung begrenzenden Ringen 19, 20 und 21 in Fig. 4 macht es möglich, daß die Anordnung mit höheren Spannungen betrieben wird als im Fall eines einzigen Ringes.

Das Entladungsgefäß ist über die Induktivität 25 und den Widerstand 22 an die Gleichstromquelle 23 von einigen hundert Volt angeschlossen. 24 ist ein im Hauptentladungskreis liegendes Amperemeter, mit dem die Größe des Lichtbogenstromes festgestellt wird. Parallel zu der Induktivität 25 und dem Entladungsgefäß ist ein Kondensator 26 geschaltet, der durch ein Voltmeter 2y überbrückt ist. Dem Entladungsgefäß ist eine Funkenstrecke 28 in Serie mit einem Widerstand 29 parallel geschaltet. Diese Funkenstrecke stellt eine Begrenzung der am Entladungsgefäß auftretenden Spannung nach oben dar.

Sobald nach einmaliger Zündung der Strom durch das Entladungsgefäß fließt, bildet sich in demselben eine Bogenentladung von verj hältnismäßig geringem Spannungsabfall aus. Unter den geschilderten Umständen steigt nunmehr der Lichtbogenstrom linear mit der ί Zeit an, wie es in der Fig. 2 durch die Strecke A dargestellt ist. Die Geschwindigkeit des Anstieges der Stromstärke ist in erster Linie durch den Wert der Induktivität 25 bestimmt. Sobald eine bestimmte Stromstärke erreicht ist (Punkt B in Fig. 2), erlischt plötzlich die Leitfähigkeit des Rohres, so daß der Strom plötzlich absinkt (C in Fig. 2).

Eine strenge Theorie dieser Erscheinung scheint zur Zeit noch nicht möglich zu sein. Man kann sich jedoch diesen Vorgang etwa folgendermaßen erklären: Wenn der Strom ansteigt, so wird durch die wechselseitige Bewegung der Ionen und Elektronen, insbesondere in der engen Öffnung 30. ein großer Teil der Gas- oder Dampfmoleküle aus dem Gebiet dieser Öffnungen in Richtung auf die Anode bzw. Kathode mitgerissen, so daß eine Entladung in Form eines Lichtbogens nicht mehr aufrechterhalten werden kann. Eine Entladung ist von nun ab nur mehr unter alleiniger Wirkung der Elektronen möglich, so daß die Charakteristik des Rohres nunmehr die einer reinen Elektronenentladung wird. Es ist somit möglich, daß an der öffnung 30 bzw. 31, t,2, 33 sich große elektrische Felder ausbilden können.

Wenn bei diesem Vorgang die Induktivität 25 einen genügend großen Wert hat, so kann durch den geschilderten \~organg am Entladungsrohr eine Spannung hervorgerufen werden, die zur Erzeugung von Röntgenstrahlen ausreicht. Der Verlauf der Spannung am Entladungsgefäß ist in Fig. 3 über demselben Zeitmaßstab wie in Fig. 2 dargestellt. Wie man dieser Figur entnimmt, nimmt die Spannung beim Zusammenbruch des Lichttogens im Punkt B sehr hohe Werte gegenül)er der normalen Lichtbogenspannung an.

Solange diese hohe Spannung am Entladungsrohr liegt, werden sämtliche Elektronen, die zufällig in der Umgebung der off- no nung 30 vorhanden sind, mit großer Geschwindigkeit auf die Anode beschleunigt, wo sie Röntgenstrahlen von großer Intensität und Härte auslösen.

Der Ouecksilberdampfdruck kann sich l>ei einer solchen Anordnung in den Grenzen von einigen Bruchteilen eines tausendstel Millimeters bis zu einigen tausendstel Millimetern bewegen. Im Fall von Xeon kann der Gasdruck mehrere Male so groß sein. In jedem Fall jedoch ist der bei solchen Entladungsü'efäl.!en verwendete Druck mindestens ro- bis

ioomal größer als in den bekannten gasgefüllten Röntgenröhren mit kalter Kathode.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Gas- oder dampf gefüllte Röntgenröhre mit flüssiger Kathode und dem Anodenkörper vorgelagerten ringförmigen Einbauten, die durch Verengung der Entladungsbahn unter Mitwirkung einer in

ίο dem Anodenstromkreis angeordneten Induktivität eine selbsttätige Stromunterbrechung bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederzündung der Entladung nach jeder Stromunterbrechung durch einen dauernd innerhalb einer Kühlschlange brennenden Hilfslichtbogen erfolgt.
2. Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Einbauten mit Kühlvorrichtungen versehen sind.·
3. Entladungsgefäß nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Anode zu gelegenen Seite der ringförmigen Einbauten Schutzkörper vorgesehen sind, die die von den beschleunigten Elektronen in der Nähe der Anode gebildeten Ionen auffangen.
4. Entladungsgefäß nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Einbauten und Schutzkörper aus Metall bestehen.
5. Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser der Einbauten im Verhältnis zum Durchmesser der freien Kathodenoberfläche klein ist.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschrift Nr. 566669;

österreichische Patentschrift Nr. 143 570:

schweizerische Patentschriften Nr. 161 961, 170 211.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 5610 12.52