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Röntgenröhre mit Glühkathode.
Die Erfindung bezieht sich auf Röntgenröhren mit einer Glühkathode. Um zu erreichen, dass die Kathodenstrahlen die Antikathode auf einer beschränkten Oberfläche, den sogenannten "Fokus" treffen, hat man in den bekannten Coolidge-Röntgenröhren bisher immer eine Sammelvorrichtung angebracht, welche die Kathodenstrahlen schon in der Nähe der Kathode zu einem konzentrierten Bündel vereinigt. Die Glühkathode wird dabei in konzentrierter Form, z. B. in der Form einer Spirale innerhalb einer zylindrischen Sammelvorrichtung, angeordnet.
Es ist auch bekannt, die Glühkathode und den wirksamen Teil der Antikathode in einem metallenen Gefäss anzuordnen, das sich innerhalb der Aussenwand der Röhre erstreckt und das von der Antikathode isoliert ist. Gemäss der Erfindung wird nun das Gefäss zu einer Öffnung zum Durchlassen der Kathodenstrahlen verengt und der Teil der Antikathode auf den die Kathodenstrahlen treffen, ist in dieser Öffnung oder in deren Nähe angeordnet.
Man kann das Metallgefäss derart ausbilden, dass es die Glühkathode nahezu ganz umgibt. Ausser der Öffnung zum Durchlassen der Kathodenstrahlen soll das Gefäss natürlich auch eine Öffnung zum Durchlassen der Röntgenstrahlen aufweisen ; aber wenn gewünscht, kann man letztere durch ein metallenes Fenster oder Gewebe, das die Röntgenstrahlen durchlässt, abschliessen. Da die Glühkathode und der wirksame Teil der Antikathode von dem Metallgefäss umgeben wird, können beim Betriebe die Röntgenstrahlen nur durch das zum Austritt derselben bestimmte Fenster heraustreten.
Beim Betrieb der Röntgenröhre gemäss der Erfindung wird das Metallgefäss, innerhalb dessen die Glühkathode angeordnet ist, leitend oder über eine Quelle konstanter aber regelbarer Spannung mit der Glühkathode verbunden. Insbesondere empfiehlt es sich, das Metallgefäss durch einen Widerstand oder eine Spannungsquelle derart mit der Glühkathode zu verbinden, dass das Metallgefäss in bezug auf sämtliche Punkte des Glühfadens ein negatives Potential aufweist. Dass die Glühkathode grossenteils von einem Metallgefäss von konstantem, vorzugsweise negativem, Potentiale umgeben ist, bietet den Vorteil einer konstanten Wirkung der Röntgenröhre, da die ungleichmässige Aufladung einer Glaswand keine Schwierigkeiten mehr bietet.
Ein anderer Vorteil ist, dass die Röntgenstrahlen nur von dem Antikathodenspiegel, nicht etwa von andern Teilen der Antikathode, herkommen.
Bei Röntgenröhren gemäss der Erfindung werden die Kathodenstrahlen durch die besondere Form und die Anordnung des Metallgefässes und der Antikathode in bezug aufeinander auf einen beschränkten Teil der Antikathode konzentriert. Es ist nicht mehr nötig, die Glühkathode in konzentrierter Form
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ebenfalls entbehrt werden. Durch die geeignete Wahl von Form und Anordnung des Metallgefässes und der Antikathode in bezug aufeinander, kann man weiter dafür sorgen, dass die wirksamen Röntgenstrahlen die Oberfläche der Antikathode in senkrechter oder nahezu senkrechter Richtung verlassen, womit der Vorteil verbunden ist, dass Unebenheiten auf der Oberfläche der Antikathode nicht so leicht zur Absorption der Röntgenstrahlen Veranlassung geben können.
Da es in Röntgenröhren gemäss der Erfindung
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gefäss zum Durchlassen der Kathodenstrahlen und die Öffnung oder das Fenster zum Durchlassen der Röntgenstrahlen, gleichachsig anzuordnen.
Die Zeichnung stellt beispielsweise eine Ausführungsform einer Röntgenröhre gemäss der Erfindung dar. In der Zeichnung, die einen Längsschnitt der Röntgenröhre wiedergibt, wird die Aussenwand ) der Röntgenröhre durch das Glasgefäss 1 gebildet, mit dem eine einwärtstretende Glasröhre 2 luftdicht verschmolzen ist. Mit dem Ende der Röhre 2 ist die Antikathode 3, die z. B. hauptsächlich aus Chromeisen bestehen kann, luftdicht verschmolzen. Auf der Vorderfläche der Antikathode ist ein z. B. auf Wolfram bestehendes Einsatzstück 4 befestigte und die Metallröhre 5 dient für die Zufuhr einer Kühlflüssigkeit. Mit der Innenwand des Gefässes 1 ist die Glasröhre 6 verschmolzen, die eine federnde Klemme 7 trägt, an der mittels der Stützen 8 der Metallkörper 9 aufgehängt ist. Dieser Körper kann z.
B. aus Molybdän oder Chromeisen oder aus einem andern, leicht zu entgasenden, Material bestehen. Er kann auch aus Aluminium od. dgl. hergestellt werden, aber dann hat man nicht den Vorteil, dass die Röntgenstrahlen wenigstens zum Teil von dem Metallgefäss absorbiert werden. Die Glühkathode 10, die aus einem geraden Draht, z. B. aus Wolfram, besteht, ist innerhalb des Metallgefässes 9 an den Stromzuführungsdrähten 11 und 12 befestigt ; letztere sind luftdicht in der Wand des Gefässes 1 eingeschmolzen und sind durch die Quarzperlen und 14 elektrisch von dem Metallgefäss 9 getrennt. Auf der Seite der Antikathode ist das Metallgefäss 9 zu einer Öffnung 15 verengt und auf der andern Seite ist eine Öffnung oder ein Fenster 16 zum Durchlassen der Röntgenstrahlen vorgesehen.
Beim Betrieb der Röhre wird zwischen der Glühkathode 10 und der Antikathode 3 eine hohe Spannung angelegt und dem Gefässe 9, mit dem der Zuführungsdraht 17 verbunden ist, wird ein Potential gegeben, das zweckmässig in bezug auf sämtliche Punkte des Glühfadens ein wenig negativ ist. Die von dem Glühfaden ausgesandten Elektronen können nun das Metallgefäss 9 nicht erreichen, sondern werden durch die besondere Form des Metallgefässes und durch die Anordnung der Antikathode gezwungen, die Vorderfläche der Antikathode auf einer beschränkten Oberfläche zu treffen. Die wirksamen Röntgenstrahlen verlassen die Röhre in senkrechter oder nahezu senkrechter Richtung zur Oberfläche der Antikathode, weil die Metallschirme 15 und-M ein Austreten in anderer Richtung nicht zulassen.
Röntgenröhren gemäss der Erfindung können auf bekannte Weise entlüftet werden, so dass die Entladung praktisch ohne Gasionisierung stattfindet. Auch kann man die Röhren mit einer aus Wasserstoff oder Helium bestehenden Gasfüllung versehen, die einen solchen Druck hat, dass keine hinderliche Gasionisierung auftritt. Dieser Gasdruck kann über 0'0006 mm Quecksilberdruek liegen, und kann z. B. bei einer Wasserstofffillung ungefähr 0-01 mm betragen.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Röntgenröhre mit Glühkathode, dadurch gekennzeichnet, dass das innerhalb der Röhre angeordnete, die Glühkathode und den wirksamen Teil der Antikathode umgebende und von letzterer isolierte metallene Gefäss zu einer Öffnung zum Sammeln der Röntgenstrahlen verengt ist, wobei der Teil der Antikathode, auf den die Kathodenstrahlen treffen, in der Öffnung oder in einer im Vergleich zum Öffnungsdurchmesser kleinen Entfernung angeordnet ist.
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X-ray tube with hot cathode.
The invention relates to X-ray tubes with a hot cathode. In order to ensure that the cathode rays hit the anticathode on a limited surface, the so-called "focus", a collecting device has always been installed in the known Coolidge X-ray tubes, which combines the cathode rays into a concentrated bundle near the cathode. The hot cathode is used in a concentrated form, e.g. B. in the form of a spiral within a cylindrical collector arranged.
It is also known to arrange the hot cathode and the active part of the anticathode in a metal vessel which extends within the outer wall of the tube and which is isolated from the anticathode. According to the invention, the vessel is now narrowed to an opening for the passage of the cathode rays and the part of the anti-cathode on which the cathode rays strike is arranged in this opening or in its vicinity.
The metal vessel can be designed in such a way that it almost completely surrounds the hot cathode. In addition to the opening for the passage of the cathode rays, the vessel should of course also have an opening for the passage of the X-rays; but if so desired, the latter can be closed by a metal window or fabric that lets the X-rays through. Since the hot cathode and the active part of the anticathode are surrounded by the metal vessel, the X-rays can only emerge during operation through the window intended for the exit of the same.
When operating the X-ray tube according to the invention, the metal vessel, inside which the hot cathode is arranged, is connected to the hot cathode in a conductive manner or via a source of constant but controllable voltage. In particular, it is advisable to connect the metal vessel to the hot cathode by a resistor or a voltage source in such a way that the metal vessel has a negative potential with respect to all points on the filament. The fact that the hot cathode is largely surrounded by a metal vessel of constant, preferably negative, potential offers the advantage of a constant effect of the X-ray tube, since the uneven charging of a glass wall no longer presents any difficulties.
Another advantage is that the X-rays only come from the anti-cathode mirror and not from other parts of the anti-cathode.
In X-ray tubes according to the invention, the cathode rays are concentrated on a limited part of the anticathode due to the special shape and the arrangement of the metal vessel and the anticathode in relation to one another. It is no longer necessary to use the hot cathode in a concentrated form
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also be dispensed with. By suitably choosing the shape and arrangement of the metal vessel and the anticathode in relation to one another, one can further ensure that the effective X-rays leave the surface of the anticathode in a vertical or almost vertical direction, which has the advantage that unevenness on the surface the anticathode cannot so easily cause the absorption of the X-rays.
Since it is in X-ray tubes according to the invention
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The vessel for the passage of the cathode rays and the opening or the window for the passage of the X-rays are to be arranged coaxially.
The drawing shows, for example, an embodiment of an X-ray tube according to the invention. In the drawing, which shows a longitudinal section of the X-ray tube, the outer wall) of the X-ray tube is formed by the glass vessel 1 with which a glass tube 2 protruding inwards is fused airtight. With the end of the tube 2, the anticathode 3, the z. B. can consist mainly of chrome iron, fused airtight. On the front surface of the anticathode is a z. B. on tungsten existing insert 4 and the metal tube 5 is used for the supply of a cooling liquid. The glass tube 6 is fused to the inner wall of the vessel 1 and carries a resilient clamp 7 on which the metal body 9 is suspended by means of the supports 8. This body can e.g.
B. of molybdenum or chrome iron or of another, easily degassed material. It can also be made of aluminum or the like, but then there is no advantage that the X-rays are at least partly absorbed by the metal vessel. The hot cathode 10, which consists of a straight wire, e.g. B. made of tungsten, is attached within the metal vessel 9 to the power supply wires 11 and 12; the latter are fused in airtight manner in the wall of the vessel 1 and are electrically separated from the metal vessel 9 by the quartz beads 14 and 14. On the side of the anticathode the metal vessel 9 is narrowed to an opening 15 and on the other side an opening or window 16 is provided for the passage of the X-rays.
When the tube is in operation, a high voltage is applied between the hot cathode 10 and the anticathode 3 and the vessel 9, to which the lead wire 17 is connected, is given a potential which is usefully a little negative with respect to all points of the filament. The electrons emitted by the filament cannot reach the metal vessel 9, but are forced by the special shape of the metal vessel and the arrangement of the anticathode to hit the front surface of the anticathode on a limited surface. The effective X-rays leave the tube in a direction perpendicular or almost perpendicular to the surface of the anticathode, because the metal screens 15 and -M do not allow an exit in the other direction.
X-ray tubes according to the invention can be vented in a known manner so that the discharge takes place practically without gas ionization. The tubes can also be provided with a gas filling consisting of hydrogen or helium, which has such a pressure that no obstructive gas ionization occurs. This gas pressure can be above 0'0006 mm Mercury pressure, and can e.g. B. be about 0-01 mm with a hydrogen filling.
PATENT CLAIMS: 1. X-ray tube with hot cathode, characterized in that the metal vessel arranged inside the tube, surrounding the hot cathode and the active part of the anti-cathode and isolated from the latter, is narrowed to an opening for collecting the X-rays, the part of the anti-cathode , on which the cathode rays strike, is arranged in the opening or at a small distance compared to the opening diameter.