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Röntgenröhre mit durch Strahlung gekühlter Antikathode.
Die Erfindung betrifft Röntgenröhren, und insbesondere solche von grosser Kapazität und sehr hohen Spannungen, wie sie in der modernen Röntgentherapie benutzt werden.
Bei solchen Röhren ist es schwierig, die in der Antikathode durch die Bombardierung einer grossen Anzahl von sehr schnell sich bewegenden Elektronen entwickelte Wärme mittels einer durch die Antikathode fliessenden Kühlflüssigkeit abzuleiten. In Therapieröhren hat man daher die Antikathode schon so ausgestaltet, dass sie durch Wärmeausstrahlung ihre Energie abgibt. Bei dieser Methode muss man aber dem die Antikathode umgebenden Glasgefäss ziemlich grosse Abmessungen geben, da sonst das Glas durch die ausgestrahlte Wärme zu sehr erhitzt wird.
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gpfiisses angeordnet, das einen Teil der Aussenwandung der Röhre bildet und mit einer Kühlvorrichtung versehen ist.
Die ausgestrahlte Wärme wird von der gekühlten Metallwand aufgefangen. Überdies hat eine gegebenenfalls starke Verdampfung der glühenden Antikathode keinen nachteiligen Einfluss, da sich das verdampfte Metall an der metallband absetzt.
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Temperatur abzukühlen, und auch die Abmessungen der Röhre werden bedeutend geringer als bei Verwendung einer Glaswand.
Die Erfindung bietet überdies den Vorteil, dass der metallene Teil der Aussenwandung zugleich zu andern Zwecken als für die Ableitung der von der Antikathode ausgestrahlten Wärme verwendet werden kann.
Gemäss der Erfindung kann nämlich das Metallo-efäss auch die Glühkathode umgeben und zwischen der Glühkathode und der Antikathode derart eingezogen sein, dass die Kathodenstrahlen gezwungen werden, die Antikathode auf einer beschränkten Fläche zu treffen.
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Metallgefäss geerdet werden, wodurch die Kühlung sehr erleichtert wird.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer solchen Röntgenröhre schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Röntgenröhre, bei der der metallene Teil der Aussenwandung durch eine Hochspannungsisolierung von der Antikathode und von der Glühkathode getrennt ist, und Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der das Metallgefäss auch die Glühkathode umgibt und zwischen der Antikathode und der Glühkathode eine Einziehung aufweist.
Bei der Röntgenröhre nach Fig. 1 besteht die durch Strahlung gekühlte Antikathode aus einer Scheibe 1 aus irgendeinem Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie z. B. Wolfram. Diese Scheibe wird von metallenen Stützen. 2 getragen, die an einer Kappe 3 befestigt sind, deren Rand mit dem Glasgefäss 4 luftdicht verschmolzen ist. Die Glühkathode 5, welche die Form einer flachen Spirale hat, ist innerhalb eines Metallgefässes 6 angeordnet, das zum Fokussieren der Kathodenstrahlen dient und auf einem gläsernen Fuss 7 mittels Metallstützen 8 befestigt ist.
Eine dieser Stützen dient als Stromzuführungs- draht für die Glühkathode, während der andere Stromzuführungsdraht durch den in den Fuss 7 luftdicht eingeschmolzenen Leiter 9 gebildet wird.
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Der Fuss 7 ist mit einer Glaswand 10 luftdicht verbunden. Ein die Glasteile 4 und 10 luftdicht verbindendes Metallgefäss 11 umgibt die Antikathode und ist mit einem Fenster 12 zum Durchlassen der Röntgenstrahlen versehen. Das Gefäss 11 ist von einem Kühlmantel13 umgeben, der mit Zu-und Abführungsleitungen 14 und 15 für eine Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, versehen ist.
Beim Betrieb der Röhre wird das Metallgefäss. 11 zweckmässig geerdet und die hohe Spannung, die zwischen der Glühkathode und der Antikathode angelegt werden muss, wird gleichmässig über die isolierenden Teile zwischen der Antikathode und dem Metallgefäss 11 und zwischen der Glühkathode 5 und dem Gefäss 11 verteilt. Durch den Umstand, dass das Gefäss 11 geerdet werden kann, wird die Kühlung des Gefässes sehr vereinfacht, da bei der Zu-und Abfuhr der Kühlflüssigkeit keine besonderen Massnahmen für die Isolierung des Gefässes 11 getroffen zu werden brauchen.
Bei der Röntgenröhre nach Fig. 2 ist die Antikathode 20 auf ähnliche Weise ausgestaltet und befestigt wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Die Glühkathode 21 besteht hier aus einem geraden Draht, der innerhalb des Metallgefässes 22 gespannt ist, das zwischen dieser Glühkathode und
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getragen, von denen die erstere mit dem Metallgefäss 22 unmittelbar leitend verbunden ist, während die andere durch eine Perle 26 aus Quarz oder ähnlichem Stoff von dem Gefäss isoliert ist. Der Leiter 25 ist in die Wand des Fensters 27 luftdicht eingeschmolzen, das mit dem Rande des Metallgefässes 22 luft- dicht verschmolzen ist.
Durch die Anordnung der Glühkathode und der Antikathode in bezug auf das Metallgefäss 22 und durch die besondere Form des letzteren werden die Kathodenstrahlen gezwungen, die Antikathode auf einer beschränkten Oberfläche zu treffen, wobei bemerkt werden soll, dass das Gefäss 22 ungefähr dasselbe Potential wie die Glühkathode aufweist.
Das Metallgefäss 22 ist von einem mit Zu- und Abführungsleitungen 29 und 30 versehenen Kühl- mantel 2 umgeben. Da es bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform nicht ratsam ist, das Gefäss 20 zu erden, soll man dafür sorgen, dass beim Zu-und Abführen der Kühlflüssigkeit das Metallgefäss 22 genügend isoliert wird.
Als Stoff für die Herstellung der Gefässe 11 und 22 kommt insbesondere Chromeisen von geeigneter Zusammensetzung in Betracht. Röhren, wie sie in den Figuren dargestellt sind, können hoch entlüftet oder mit einer Gasfüllung sehr niedrigen Druckes z. B. mit Helium unter einem Drucke von 1/100 mm
Quecksilbersäule versehen sein.
Es soll bemerkt werden, dass die Erfindung nicht auf mit einer Glühkathode versehene Röntgenröhren beschränkt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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kathode innerhalb eines von ihr elektrisch isolierten Metallgefässes angeordnet ist, das einen Teil der
Aussenwandung der Rohre bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgefäss mit einer Kühlvorrichtung versehen ist.
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X-ray tube with an anticathode cooled by radiation.
The invention relates to x-ray tubes, and more particularly to those of large capacity and very high voltages used in modern x-ray therapy.
With such tubes it is difficult to dissipate the heat developed in the anticathode by the bombardment of a large number of very fast moving electrons by means of a cooling liquid flowing through the anticathode. In therapy tubes, the anticathode has therefore already been designed in such a way that it emits its energy through heat radiation. With this method, however, the glass vessel surrounding the anticathode has to be given fairly large dimensions, otherwise the glass will be heated too much by the radiated heat.
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Gpfiisses arranged, which forms part of the outer wall of the tube and is provided with a cooling device.
The radiated heat is captured by the cooled metal wall. In addition, a possibly strong evaporation of the glowing anticathode has no adverse effect, since the evaporated metal is deposited on the metal strip.
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Cool down temperature, and the dimensions of the tube are significantly smaller than when using a glass wall.
The invention also offers the advantage that the metal part of the outer wall can be used for purposes other than dissipating the heat emitted by the anticathode.
According to the invention, the metallo-vessel can also surround the hot cathode and be drawn in between the hot cathode and the anticathode in such a way that the cathode rays are forced to hit the anticathode on a restricted area.
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Metal vessel must be earthed, which makes cooling much easier.
In the drawing, two embodiments of such an X-ray tube are shown schematically, u. 1 shows an X-ray tube in which the metal part of the outer wall is separated from the anti-cathode and the hot cathode by high-voltage insulation, and FIG Has a hot cathode retraction.
In the X-ray tube of Fig. 1, the radiation-cooled anticathode consists of a disk 1 of any metal with a high melting point, such as. B. tungsten. This disc is supported by metal supports. 2 carried, which are attached to a cap 3, the edge of which is fused to the glass vessel 4 airtight. The hot cathode 5, which has the shape of a flat spiral, is arranged within a metal vessel 6 which is used to focus the cathode rays and which is attached to a glass base 7 by means of metal supports 8.
One of these supports serves as a power supply wire for the hot cathode, while the other power supply wire is formed by the conductor 9 which is fused airtight into the foot 7.
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The foot 7 is connected airtight to a glass wall 10. A metal vessel 11 which connects the glass parts 4 and 10 in an airtight manner surrounds the anticathode and is provided with a window 12 for the passage of the X-rays. The vessel 11 is surrounded by a cooling jacket 13, which is provided with supply and discharge lines 14 and 15 for a cooling liquid, e.g. B. water is provided.
When operating the tube, the metal vessel becomes. 11 is expediently grounded and the high voltage that must be applied between the hot cathode and the anticathode is evenly distributed over the insulating parts between the anticathode and the metal vessel 11 and between the hot cathode 5 and the vessel 11. The fact that the vessel 11 can be grounded greatly simplifies the cooling of the vessel, since no special measures need to be taken for the insulation of the vessel 11 when the cooling liquid is supplied and removed.
In the X-ray tube according to FIG. 2, the anticathode 20 is designed and fastened in a manner similar to that in the embodiment shown in FIG. The hot cathode 21 here consists of a straight wire which is stretched within the metal vessel 22 between this hot cathode and
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carried, of which the former is directly conductively connected to the metal vessel 22, while the other is insulated from the vessel by a bead 26 made of quartz or similar material. The conductor 25 is fused airtight into the wall of the window 27, which is fused airtight to the edge of the metal vessel 22.
Due to the arrangement of the hot cathode and the anticathode in relation to the metal vessel 22 and the special shape of the latter, the cathode rays are forced to hit the anticathode on a limited surface, it being noted that the vessel 22 has approximately the same potential as the hot cathode having.
The metal vessel 22 is surrounded by a cooling jacket 2 provided with supply and discharge lines 29 and 30. Since it is not advisable in the embodiment shown in FIG. 2 to ground the vessel 20, it should be ensured that the metal vessel 22 is sufficiently insulated when the cooling liquid is supplied and removed.
Chrome iron of a suitable composition is particularly suitable as a material for the production of the vessels 11 and 22. Tubes, as shown in the figures, can be highly vented or with a gas filling of very low pressure z. B. with helium under a pressure of 1/100 mm
Be provided with mercury.
It should be noted that the invention is not limited to X-ray tubes provided with a hot cathode.
PATENT CLAIMS:
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cathode is arranged within a metal vessel that is electrically insulated from it, which is part of the
Forms the outer wall of the tubes, characterized in that the metal vessel is provided with a cooling device.