EP0369529A1

EP0369529A1 - Röntgenröhre

Info

Publication number: EP0369529A1
Application number: EP89202836A
Authority: EP
Inventors: Rolf Behling; Wolfgang Köster
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH; Philips Gloeilampenfabrieken NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH; Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1989-11-08
Publication date: 1990-05-23
Also published as: JPH02223143A; US5008917A; DE3838539A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit einer Anode und einer Kathode, die sich in einem evakuierten, mit einem Strahlenaustrittsfenster versehenen Metallkolben befinden und im Betrieb gegenüber diesem positive bzw. negative Hochspannung führen. Bei einer solchen Röntgenröhre läßt sich die Erwärmung des Strahlenaustrittsfensters dadurch verringern, daß die Kathode zumindest in ihrem dem Strahlenaustrittsfenster benachbarten Bereich mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Wulst zur Abschirmung des Strahlenaustrittsfensters gegenüber den von der Kathode emitierten Elektronen versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit einer Anode und einer Kathode, die sich in einem evakuierten, mit einem Strahlenaustrittsfenster versehenen Metallkolben befinden und im Betrieb gegenüber diesem positive bzw. negative Hochspannung führen.
Eine solche Röntgenröhre ist aus der DE-PS 24 55 974 bekannt.
Fig. 1 zeigt eine Drehanoden-Röntgenröhre dieser Bauart in einer teilweise aufgebrochenen Darstellung. Die Röntgenröhre umfaßt einen evakuierten Röhrenkolben 1 aus Metall, im folgenden als Metallkolben bezeichnet, in dem sich eine scheibenförmige Drehanode 2 und eine Kathode 3 befinden. Die Anode 2 bzw. die Kathode 3 sind auf nicht näher dargestellte Weise in dem Metallkolben gelagert bzw. daran befestigt. Diese Lagerung erfolgt jeweils über einen nicht näher dargestellten Isolator. Im Betriebszustand führen Anode bzw. Kathode gegenüber dem auf Erdpotential befindlichen Metallkolben 1 positives bzw. negatives Hochspannungspotential.
Die auf der Drehanode in dem der Kathode 3 gegenüberliegenden Bereich erzeugten Röntgenstrahlen treten durch ein in dem Metallkolben 1 vorgesehenes Strahlenaustrittsfenster 4 aus. Derartige Strahlenaustrittsfenster sind relativ dünn und bestehen vorzugsweise aus Beryllium, das die Röntgenstrahlung nur wenig schwächt. Im Betrieb der Röntgenröhre erwärmt sich dieses Fenster relativ stark.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Röntgenröhre der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß die Erwärmung verringert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kathode zumindest in ihrem dem Strahlenaustrittsfenster benachbarten Bereich mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Wulst zur Abschirmung des Strahlenaustrittsfensters gegenüber den von der Kathode emitierten Elektronen versehen ist.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Wulst in dem Bereich der Kathode, der dem Strahlenaustrittsfenster zugewandt ist, ruft im Betriebszustand eine elektrische Feldverteilung hervor, die die Bahnen der aus der Kathode emittierten Elektonen so beeinflußt, daß sie praktisch nicht mehr direkt zum Strahlenaustrittsfenster gelangen können. Darüberhinaus verringert der Wulst auch den Anteil der aus der Kathode emitierten Elektronen, die direkt - oder nach einer oder mehreren Reflexionen insbesondere an der Anode - auf den Röhrenkolben treffen, so daß der im Betriebszustand über den Röhrenkolben fließende Strom, der bei hohem Generatorinnenwiderstand eine Veränderung der Kathodenspannung bewirkt, verringert wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläuters. Es zeigen

Fig. 1 die bekannte Röntgenröhre in schematischer Darstellung und
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Röntgenröhre

In Figur 2 ist die Kathode einer sogenannten Doppelfokus-Röntgenröhre dargestellt, d.h. einer Röntgenröhre, die zwei nebeneinanderliegende Heizfäden aufweist, deren Längsrichtung etwa senkrecht zum Strahlenaustrittsfenster 4 verläuft. Die beiden nicht näher dargestellten Heizfäden befinden sich in schräg zueinander geneigten, mehrfach abgestuften Gesenken (Ausnehmungen). Die beiden Gesenke von denen in der Zeichnung nur das hintere Gesenk 31 sichtbar ist, sind durch einen Mittelsteg 32 voneinander getrennt, der in der Querschnittsdarstellung auch den am untersten Teil 33 des Gesenkes 31 befindlichen Heizfaden verdeckt.
Auf der Drehanode 2 zugewandten Stirnfläche, die in einer zur Drehachse der Drehanode senkrechten Ebene liegt, befindet sich in dem Bereich der dem Strahlenaustrittsfenster 4 benachbart ist, ein kreisbogenförmiger Wulst 34. Der Wulst 34 erstreckt sich in axialer Richtung, bedeckt einen Bogen von ca. 90°°, hat eine Dicke von 3 mm und eine größte Höhe von 4 mm (Fig.2 ist nicht maßstäblich). Dadurch wird das Feld um den Kathodenkopf (das ist der Anode zugewandte Teil der Kathode) so beeinflußt, daß die aus dem untersten Teil 33 des Gesenkes austretenden Elektronen seitlich (nach rechts) abgelenkt werden und danach auf die Anode treffen. Es versteht sich von selbst, daß der Heizfaden bzw. das Gesenk so gestaltet sein muß, daß die Elektronen bei der vorgegebenen Ablenkung duch den Wulst 34 auf den vorgesehenen Bereich der Anode auftreffen.
Der Wulst 34 verhindert praktisch, daß aus der Kathode emitierte Elektronen direkt auf das Fenster auftreffen können. Lediglich an der Anode 2 reflektierte Elektronen gelangen noch auf das Strahlenaustrittsfenster. Die Verringerung der Zahl (und teilweise auch der Energie) der Elektronen, die auf das Strahlenaustrittsfenster treffen, verringert auch dessen Erwärmung. Darüberhinaus bewirkt der Wulst, daß weniger Elektronen auf den Metallkolben der Röntgenröhre gelangen können. Dies führt zu einer Verringerung des unerwünschten Stromes über den Metall kolben der Röntgenröhre.
Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einer Drehanoden-Röntgenröhre erläutert; sie ist jedoch auch bei Festanoden-Röntgenröhren anwendbar.

Claims

1. Röntgenröhre mit einer Anode und einer Kathode, die sich in einem evakuierten, mit einem Strahlenaustrittsfenster versehenen Metallkolben befinden und im Betrieb gegenüber diesem positive bzw. negative Hochspannung führen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (3) zumindest in ihrem dem Strahlenaustrittsfenster (4) benachbarten Bereich mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Wulst (34) zur Abschirmung des Strahlenaustrittsfensters (4) genüber den von der Kathode emittierten Elektronen versehen ist.

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sie als Drehanoden-Röntgenröhre ausgebildet ist.