<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zum Untersuchen von Stoffen mit Hilfe von Röntgenstrahlen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgeneinrichtung, die zum Untersuchen von Stoffen geeignet ist, und auf eine Röntgenröhre, die zum Gebrauch in einer solchen Vorrichtung dienen kann.
Zu manchen Untersuchungen, wie z. B. zur Untersuchung der Struktur von Kristallen, werden oft Röntgenstrahlen benutzt. Werden krista1linische Stoffe von Röntgenstrahlen einer bestimmten Wellenlänge getroffen, so werden diese Strahlen auf eine Weise zurückgeworfen, die von dem Bau der Kristalle abhängig ist. Man kann diese zurückgeworfenen Strahlen auf einer photographischen Platte auffangen und das auf ihr entstandene Bild entwickeln. Aus diesem Bild kann man dann eine Vorstellung über die Struktur der Kristalle des untersuchten Stoffes gewinnen.
Die für diese Untersuchung früher verwendeten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass ein verhältnismässig grosser Abstand zwischen der Röntgenröhre und der zur Aufnahme dienenden Vorrichtung nötig ist. Durch das Annähern einer Röntgenröhre, die aus Glas besteht, an einen geerdeten Metallteil, kann leicht ein Überschlag infolge des hohen Potentialunterschiedes der zwischen den Elektroden der Röntgenröhre herrscht, erfolgen.
Bei der Einrichtung nach der Erfindung kann man die Aufnahmevorrichtung ohne Gefahr dicht an die Röhre bringen. Die Einrichtung ist nämlich mit einer Röntgenröhre versehen, die einen leitenden Wandteil aufweist. Ein metallenes Gehäuse, das einen mit der Röntgenröhre verbundenen Transformator umschliesst, dient gleichzeitig zur Halterung der Röntgenröhre, indem es in einen Zylinder mündet, der den metallenen, den Antikathodenspiegel umgebenden Wandteil der Röhre, der von beiden Elektroden isoliert ist, umfasst. Der aus diesem Zylinder herausragende isolierende Teil der Röntgenröhre ist ebenfalls von einer mit dem metallenen Wandteil der Röhre verbundenen Metallhülle umgeben. Das Potentialgefälle zwischen den Elektroden wird bei der Röhre in der Einrichtung nach der Erfindung in an sich bekannter Weise gleichmässig über die Röhrenwandung verteilt.
Die Anwesenheit des metallenen Wandteils, der die Spannung zwischen den Elektroden unterteilt, gestattet es, den Untersuchungsapparat sehr dicht in die Nähe der Röntgenröhre zu bringen. Da der metallene Wandteil ohne Bedenken eine zylindrische Form haben und die Antikathode dicht umschliessen kann, ist es möglich, die Aufnahmestelle sehr dicht an die Strahlenquelle heranzubringen, so dass mit grösseren Strahlenintensitäten bei verhältnismässig geringer Röhrenleistung gearbeitet werden kann.
Auch wird in bequemer Weise ein zuverlässiger Hochspannungs-und Strahlenschutz für das bedienende Personal erzielt. Die ganze Einrichtung kann eine leichte Ausführung erhalten, so dass sie als tragbarer Apparat gebaut werden kann. Das metallene Gehäuse kann gleichzeitig für die Befestigung eines oder mehrerer Apparate zur Herstellung von röntgenphotographischen Aufnahmen dienen. Besonders zweckmässig ist es, wenn diese Befestigung beweglich ist.
Für die Kühlung der Röntgenröhre kann ein Elektromotor mit Ventilator in einer Metallhülse angeordnet sein, in die sich die Hülle, welche den aus dem Transformatorgefäss herausragenden isolierenden Wandteil der Röntgenröhre umgibt, fortsetzt.
Zum Gebrauch in einer Vorrichtung gemäss der Erfindung eignet sich besonders eine Röntgenröhre, bei welcher der gegerr beide Elektroden isolierte leitende Wandungsteil zwei oder mehrere Röntgenstrahlenaustrittsfenster aufweist. Es kann in diesem Fall eine entsprechende Anzahl von Aufnahmen gleichzeitig hergestellt werden.
<Desc/Clms Page number 2>
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher besprochen, in der ein lotrechter Schnitt der Vorrichtung gemäss der Erfindung dargestellt ist.
In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Röntgenröhre, deren Aussenwand einen gegen beide Elektroden der Röhre isolierten metallenen Teil 2 aufweist, der imstande ist, die von der Antikathode ausgehenden Röntgenstrahlen zu absorbieren und der zweckmässig mit zwei oder mehreren Fenstern 3 aus einem Röntgenstrahlen durchlassende Stoff versehen ist. Die gläsernen Teile 4 und 5 der Röntgenröhre sind von einer metallenen Hülle umgeben, die aus den Teilen 6 und 7 besteht, deren Ränder 8 und 9 an den metallenen Teil 2 der Röntgenröhre anschliessen, so dass letzterer eine Fortsetzung der metallenen Aussenwand der Vorrichtung bildet. Zur Erleichterung einer festen Aufstellung kann man z. B. mittels eines Schraubengewindes eine mechanische Verbindung zwischen der Röhrenwand und den metallenen Hüllen 6 und 7 zustande bringen.
Durch diese Einrichtung wird erzielt, dass die Gefahr einer Berührung von Teilen, die während des Betriebes unter hoher Spannung stehen, beseitigt ist, und dabei ist es möglich, die Apparate zur Herstellung von Röntgenphotographien ausserhalb der Vorrichtung und dennoch in unmittelbarer Nähe der Röhre anzuordnen. Zwei von diesen photographischen Apparaten 10 und 11 sind in der Zeichnung dargestellt. Es können Kameras nach dem System Debye und Scherrer oder Bohlin oder andere geeignete Apparate sein. Die Apparate sind zweckmässig an der Aussenwand der Vorrichtung beweglich befestigt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Befestigungsart können die Kameras, nachdem sie ein wenig aufgehoben worden sind, nach aussen umgeklappt werden.
Ausser der Röntgenröhre enthält die Vorrichtung einen Transformator 12, der innerhalb des untersten Teiles der metallenen Hülle angeordnet ist und so durch sein Gewicht verhütet, dass das Ganze umkippt. Dieser Transformator, der zum Liefern der für den Betrieb erforderlichen Hochspannung dient, ist zweckmässig ganz von Öl umgeben. Eine Platte 18 aus isolierendem Stoff schliesst den Raum, in dem sich der Transformator befindet, nach oben ab. Die Primärwicklung des Transformators kann mit Hilfe eines Satzes von Kontaktstiften 14 über eine Leitungsschnur 15 an eine Wechselstromquelle angeschlossen werden. Die sekundären Pole des Transformators sind mit Kontakten 16 und 17 verbunden.
An dem Kontakt 17, der zweipolig ist, kann der Glühfaden angeschlossen werden, während der Kontakt 16 über ein äusseres Kabel 18 mit der Antikathode verbunden werden kann. Der Zuführungsleiter 19 hat zwecks Erzielung einer guten Wärmeableitung einen grossen Durchmesser. Das Kabel 18 ist von einer metallenen Hülle umgeben, die mit der Aussenwand der Vorrichtung in elektrischer Verbindung steht. An der Aussenwand kann mittels der Klemme 20 eine Erdverbindung befestigt werden, so dass die Wand der Vorrichtung, sowie die metallene Hülle des Kabels 18 Erdpotential besitzen und somit ohne Gefahr berührt werden können.
Zur Vermeidung der Berübrungsgefabr von Hochspannung führenden Teilen kann das Kabel an der Vorrichtung gemäss dem im Patente Nr. 119655 beschriebenen Prinzipe befestigt sein, so dass der Speisestrom des Transformators nicht fliessen kann, bevor das Kabel mit seinen beiden Enden an die Vorrichtung angeschlossen oder an ihr befestigt worden ist. Zur Förderung der Ableitung der beim Betrieb in der Antikathode entwickelten Wärme ist oben an der Vorrichtung ein Elektromotor 21 mit Ventilator vorgesehen.
Auch andere Kühlvorrichtungen können bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung angewendet werden. So kann z. B. der herausragende Teil des Stromzuführungsleiters 19 sich in Öl befinden und dieses Öl durch Wasser gekühlt werden. Man kann zu diesem Zweck die Röhre 1, mit der Antikathode nach unten gerichtet, in die Vorrichtung einsetzen, so dass sich der Stromzuführungsleiter 19 in demselben Ölraum befindet wie der Transformator.
Da die Hauptteile der Vorrichtung von einer einzigen Hülle von beschränkten Abmessungen eingeschlossen werden, lässt sich die ganze Vorrichtung leicht versetzen und kann sie z. B. in einfacher Weise auf einem Tisch aufgestellt werden. Mittels Handgriffe, deren einer in gestrichelten Linien durch 22 angegeben ist, kann die Vorrichtung aufgehoben werden.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Einrichtung derart, dass die Röntgenröhre leicht durch eine andere ersetzt werden kann, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn verschiedene Aufnahmen mit verschiedenen Frequenzen gemacht werden sollen. Wenn man eine in der Wandung vorgesehene Luke 23 öffnet, kann man den Kontakt 17 erreichen und die Verbindung von der Glühkathode mit der Sekundärwicklung des Transformators aufheben.
(Wenn mit der Luke 23 eine Kontaktvorrichtung 24 verbunden ist, durch die der primäre Stromkreis des Transformators so lange unterbrochen bleibt, als die Luke geöffnet ist, können die Kontakte 16 und 17, wenn sie unter Spannung stehen, nicht berührt werden.) Darauf kann das Kabel an der oberen Seite und gegebenenfalls die elektrische Verbindung des Ventilatormotors gelöst werden, worauf der obere Teil 6 der metallenen Hülle abgenommen werden kann.
Man kann jetzt die Röntgenröhre aus der Vorrichtung herausnehmen und durch eine andere ersetzen.
Die Vorrichtung kann dann wieder in umgekehrter Folge zusammengesetzt werden, worauf sie wieder zum Gebrauch fertig ist.
Die Röhren für eine Vorrichtung gemäss der Erfindung können mit Röntgenstrahlen durchlassende Fenstern versehen sein, die nicht porös sind und aus denen während des Betriebes praktisch keine Gase freiwerden, z. B. aus Lindeman-Glas. Es ist also nicht erforderlich, die Vorrichtung während des Betriebes an eine Pumpeinrichtung angeschlossen zu halten.