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Anordnung zur qualitätsunabhängigen Anzeige der Dosisleistung von
Röntgenstrahlenquellen Es ist bereits bekannt, Röntgenröhren in ölgefüllten Schutzlbehältern
unterzubringen und mittels einer großen Kammer, die in der Nähe des Schutzbehälters
angeordnet ist, den Ionisationsstrom mit einem Mikroamperemeter zu messen. Um hierbei
einen möglichst großen Strom zu erzlielen, hat man für .die Kammerwand einen Werkstoff
gewählt, der merklich Fotoelektronen emittiert; insbesondere Aluminium ist als Wandmaterial
benutzt worden.
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Da durch diese Wahl des Wandmaterials der Kammerstrom der Luftionisation
nicht mehr proportional ist, ist es schon aus diesem Grunde nicht möglich, solche
Kammern zur Messung der Dosisleistung in r/min zu benutzen, vielmehr beschränkt
sich ihr 'Anwendungsbereich auf die Konstanthaltung der Dosisleistung.
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Will man eine qualitätsunabhängige Anzeige in r/min erhalten, so genügt
es nun aber nicht, die Kammerwand einfach aus luftäquivalentem Material herzustellen.
Es ist ja der Sinn der Verwendung einer Großkammer, daß man den Ionisationsstrom
mit verhältnismäßig einfachen Mitteln messen will. Zu diesem Zweck muß sich die
Kammer möglichst in Fokusnähe !befinden. Das 01 des Röhrenschutzbehälters sowie
.das meist aus Kunstharz bestehende Strahlenaustrittsfenster schwächen jedoch .die
hindurchgehende Röntgenstrahlung durch
Absorpttion und durch Strenung.
Durch .die Streuung wirkt dieses Öl- und Kunstharzvolumen wie eine .zweite räumlich
ausgedehnte Strahlenquelle, deren Strahlung zu .der vom Fokus ausgehenden hinzukommt.
Durch die räumliche Trennung der beiden Strahlenquellen fällt die Intensität der
Strahlung nicht mehr genau mit dem Quadrat .des Abstandes vom Fokus aab. Bei den
üblichen Bestrahlungsabständen ist die Umrechnung nach .dem quadratischen Abstandsgesetz
jedoch innerhalb der Meßfehler möglich. Dieses trifft aber nicht mehr zu, wenn man
von einem größeren Abstand auf den Ort der Gro3tkammer umrechnen will. Die Großkammer
mißt relativ beträchtlich mehr Streustrahlung aus dem Öl und dem Strahlenaustrittsfenster
als eine -im größeren Abstand aufgestellte Ionisationskammer. @Es hat sich gezeigt,
.daß der Iondsationsstrom in .der Großkammer je nach den Streuverhältnissen indem
Schutzbehälter und dem Ort der Anbningung der Kammer Ibis -zu 30 ... q:00/0-von
der Streustrahlung verursacht wird.
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Die in der Kammer gestreute Intensität ist nun abhängig von .der Qualität
,der Primärstrahlung, so daß leicht einzusehen ist, .daß eine qualitätsunabhängige
Anzeige von der Großkammer ,im allgemeinen nicht geliefert werden kann..
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Die Erfindung zeigt nun einen Weg; auf dem es dennoch möglich ist,
eine qualitätsunabhängige Anzeige der Dosisleistung mittels einer Großkammer zu
erhalten.
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Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß bei einer Anordnung
zur Anzeige der Dosisleistung von Röntgenstrahlenquellen mittels einer in .der Nähe
.des Schutzbehälters angeordneten Großkammer durch eine entsprechende Wahl der Wandstärke
der vorzugsweise aus Kunstharz bestehenden mit :dem Schutzbehälter verbundenen Kammer
sowie des Abstandes der Kammer vom Fokus bzw. vom Streuvolumen eine Kompensation
der Wellenlängenabhängigkeit der Absorption der Nutzstrahlung in der Kammerwand
eiinerseits und der Wellenlängenalbhängigkeit ,der Wirkung des Streuvolumens im
Schutzbehälter andererseits erzwungen ist.
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Die Erfindung geht von den. nachstehend geschilderten Erkenntnissen
aus.
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Die in der Kammer gemessene Streuintensität nimmt mit härter werdender
Primärstrahlung zu. Diese Zunahme beruht weniger auf der Änderung des Streukoeffizienten
als vielmehr auf der Änderung der Richtungsverteilung, :da die Lichtquanten beim
Streuprozeß im Mittel um so. weniger aus ihrer Richtung abgelenkt werden, je energiereicher
sie sind. Daraus folgt, daß die Großkammer bei härter werdender Strahlung eine relativ
größere Dosisleistung mißt als bei weicherer Strahlung. Macht man nun die Wände
,der Großkammer nicht möglichst dünn, sondern sorgt .dafür, daß in; ihnen ein merklicher
Bruchteil der Strahlung absorbiert wird, so mißt die Großkammer die Dosisleistung,
die nur durch die eine Kammerwand geschwächt wird; wogegen dm Bestrahlungsfeld die
Strahlung durch beide Kammerwände geschwächt ist. D@a, nun jeder , Stoff bei weicher
Strahlung relativ stärker absorbiert als ibei ,harter, so zeigt die Großkammer infolge
der Abso.rpüion bei weicher Strahlung eine relativ zu hohe Dosisleistung an. Diese
,durch die Absorption hervorgerufene Qualitätsabhängigkeit der Kammeranzeige wirkt
also im entgegengesetzten Sinn wie die durch den Streuzusatz hervorgerufene. Zur
Erreichung einer qualitätsunabhängigen Anzeige können nun gemäß der Erfindung die
'Größe des Streuvolumens, die Abstände zwischen Fokus bzw. Streuvolumen und Ionisationskammer,
das Material und insbesondere die (Stärke der Kammerwandungen so aufeinander abgestimmt
werden, daß diese beiden Effekte sich mindestens in einem gewissen Qualitätsbereich
kompensieren.
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Dies ist :bei den üblichen Röntgenstrahlenquellen mit ölgefüllten
Schutzbehältern durchaus möglich. Es hat sich gezeigt, .daß man das Ziel der Erfindung
mit einer aus Kunstharz hergestellten Flachkammer erreichen kann, welche direkt
am Haubenfenster, etwa zwischen Filterschieber und Tubushalterung, angeordnet ist
und deren Wände etwa 45 mm stark sind. In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel nach
der Erfindung .dargestellt; Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Schwächung
der Primärstrahlung durch die ganze Kammer in. Abhängigkeit von :der Qualität der
Strahlung. Ein .mit dieser Darstellung grundsätzlich übereinstimmender Verlauf ist
für die Erfindung wesentlich.
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Fig. i zeigt eine meinem ölgefüllten Schutzbehälter angeordnete Röntgenröhre,
wobei der Einfachheit halber nur die mittleren Teile dargestellt sind. Mit i ist
die aus Glas bestehende Wand :der Röntgenröhre bezeichnet. Die (Elektronen gelangen
in der dargestellten Anordnung von links her in den Fangkopf 2 der Anode. Die Röntgenstrahlen
verlassen den Anodenraum .durch die Folie 3, die vorgesehen sein kann, um Elektronen
zurückzuhalten. Die Wand q. ,des Schutzbehälters kann aus Metall oder aus Isolierstoff
bestehen; im letzteren. Fall pflegt man einen geerdeten Metallüberzug anzubringen.
In bekannter Weise ist ein zylindrisches Mittelstück vorgesehen, welches zweckmäßig
gemeinsam mit der Röntgenröhre drehbar ist. In unmittelbarer Nähe am Fenster -des
Schutzbehälters ist die Großkammer 5 angeordnet. Ihr Abstand vom Fokus b zw. von
dem bei 6 angedeuteten Streuvolumen und,die Stärke der Kammerwand sind nach der
Erfindung gewählt. Es konnte festgestellt werden, .daß bei einer solchen Anordnung
die wellenlängenunabhängige Anzeige der Ionisationskammer in einem Qualitätslbereich
von o, i ... i, i' mm Cu-Halbwertschicht auf etwa ± i °/° erreichbar ist.
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Im Bedarfsfall, etwa bei größerem Streuvolumen, kann die obenerwähnte
Kompensation,der Wellenlängenabhängigkeit durch zusätzliche Maßnahmen sichergestellt
werden. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise die .dem Fokus abgewandte Kammerwand.
stärker augbilden oder bei gleich starken Kammerwänden hinter der Kammer einen
vorzugsweise
scheibenförmigen, aus dem Material der Kammerwand hergestellten Körper entsprechender
Dicke anordnen.
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Als Kunstharz für dde Kammerwände und den scheibenförmigen Körper
hat sich beispielsweise das im Handel unter dem Warenzeichen Araldit erhältliche,
Äthoxylin-Gdeßharz sbewährt.