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Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren mit hohen Spannungen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren mit hohen Spannungen, wie sie insbesondere in der Tiefentherapie Anwendung finden, und bezweckt die Schaffung eines Apparates, der vollständigen Hoehspannungs-und Strahlenschutz bietet und dabei ein möglichst geringes Gewicht besitzt und möglichst kleine Abmessungen aufweist. Zur Erreichung dieses Zieles wird an die Röntgenröhre unmittelbar die Wechselspannung eines Hochspannungstransformators angelegt, so dass die sonst üblichen Ventilröhren in Wegfall kommen und die Röntgenröhre und der Hochspannungstransformator in einem einzigen Schutzgehäuse oder in zwei eng miteinander verbundenen Gehäusen untergebracht werden können.
Um die Abmessungen noch weiter zu verringern, wird in an sich bekannter Weise das oder die Hochspannungsschutzgehäuse mit Öl oder einem andern Isoliermittel gefüllt. Der eine Pol der Röntgenröhre und des Hochspannungstransformators wird mit der geerdeten Aussenseite des Hochspannungsschutzgehäuses leitend verbunden. Diese Massnahme hat besonders bei Erdung der Anode der Röntgenröhre den Vorteil, dass die Flüssigkeitskühlung der Anode in einfacher Weise unmittelbar von der geerdeten Wasserleitung aus erfolgen kann.
Es ist bereits eine Einrichtung bekannt, bei der die Röntgenröhre und der Hochspannungstransformator in einem gemeinsamen, geerdeten und mit Öl gefüllten Behälter untergebracht sind. Auch bei dieser bekannten Einrichtung ist die Anode der Röntgenröhre geerdet und kann mit fliessendem Wasser gekühlt werden. Für den Betrieb mit hohen Spannungen, wie sie in der Tiefentherapie Verwendung finden, ist jedoch die bekannte Einrichtung nicht geeignet, weil bei ihr die Röntgenröhre zwar auf der geerdeten Anodenseite dielektrisch entlastet, dagegen auf der Kathodenseite mit der vollen Betriebsspannung beansprucht ist.
Um Durchschläge und Gasausbrüche der Röhre zu vermeiden, müsste man deshalb dem Gehäuse auf der Kathodenseite der Röhre einen so grossen Durchmesser geben, dass die Einrichtung für die praktische Verwendung beim Betrieb mit hohen Spannungen nicht mehr brauchbar sein würde.
Gemäss der Erfindung lässt sich aber auch bei einer solchen Einrichtung der Abstand der Röhre von dem geerdeten Gehäuse dadurch sehr klein halten, dass die Röhre von ringförmigen Metallkörpern umgeben wird, die derart angeordnet werden, dass unter dem Einfluss ihrer gegenseitigen Kapazitäten die Spannungsverteilung im Innern des Schutzgehäuses der natürlichen Spannungsverteilung längs der Röhre weitgehend angepasst ist. Unter der natürlichen Spannungsverteilung längs der Röhre ist dabei diejenige Spannungsverteilung zu verstehen, die sich bei freiem Betrieb der Röhre, also nicht beim Betrieb in einem geerdeten Gehäuse, einstellt. Diese Spannungsverteilung ist durch die Bauart der Röhre bestimmt und besonders dadurch beeinflusst, ob von den Elektroden der Röhre ausgehende Elektronen die Glaswandung der Röhre treffen und aufladen können.
Es ist zwar bereits bekannt, auf der Aussen-und Innenwandung einer gasgefüllten Entladungsröhre kapazitiv gekoppelte Schirme anzubringen, um unerwünschte Gasentladungen zu vermeiden.
Dabei handelt es sich jedoch um einen freien Betrieb der Röhre und nicht darum, bei Betrieb einer
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Röhre in einem Hochspannungsschutzgehäuse den schädlichen Einfluss der geerdeten Gehäusewandung auf die natürliche Spannungsverteilung längs der Röhre auszugleichen.
Weiterhin ist eine Einrichtung bekannt, bei der der Mittelteil einer Röntgenröhre, die sich in einem geerdeten und mit Öl gefüllten Behälter befindet, von einer ringförmigen Steuerelektrode umgeben ist, die den Zweck hat, die Bildung von Ladungen auf der Aussenfläche der Röhre zu verhindern. Bei dieser bekannten Einrichtung liegt jedoch die Röntgenröhre an Gleichspannung, wobei beide Pole der Röntgenröhre Hochspannung führen. Die Steuerelektrode ist nicht dazu bestimmt, die Beanspruchung der Röhrenwandung durch ein elektrisches Wechselfeld herabzusetzen.
Durch die beim Anmeldungsgegenstand angewendete Massnahme, die Röntgenröhre mit ringförmigen Metallkörpern zu umgeben, ist der Vorteil erzielt, dass der Abstand zwischen der Röhre und der geerdeten Gehäusewandung sehr klein sein kann. Gemäss der weiteren Erfindung lässt sich aber auch die Längsausdehnung des Gehäuses dadurch verkürzen, dass eine Röntgenröhre verwendet wird, deren natürliche Spannungsverteilu. ng praktisch linear ist. Bei solchen Röntgen-öhren ist nämlich die Spannungsbeanspruchung längs der Röhre (kV pro Zentimeter Röhrenlänge) am geringsten. In an sich bekannter Weise lässt sich eine lineare Spannungsverteilung längs der Röhre dadurch erzielen, dass dafür gesorgt wird, dass die von den Elektroden der Röhre ausgehenden Elektronen die sich normaler
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Nicht in Frage kommen dagegen Röhren, bei denen die Glaswand durch Metallteile oder Zwi- - schenelektroden (wie bei. den sogenannten Kaskadenröhren0 unterteilt ist. Diese Röhren weisen für den vorliegenden Zweck zu grosse Abmessungen auf.
Unter besonderen Umständen kann die Erfindung auch b. ei solchen Einrichtungen vorteilhaft sein, bei denen beide Pole der Röntgenröhre Hochspannung führen. Auch kann es in besonderen Fällen angezeigt sein, die Potentiale der ringförmigen Metallkörper duch Zuführung bestimmter abgestufter Spannungswerte vonaussen zu steuern. Im allgemeinen wird jedoch die kapazitive Steuerung der Poten- tiale ausreichen. Bei Steuerung von aussen würde durch den Platzbedarf für die hochisolierten Span- nungszuleitungen zu den metallkörperneineunerwünschte Vergrösserungdes Röhrengehäuses bedingtsein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung schematisch und teilweise im Schnitt dargestellt.
In dem geerdeten Metallbehälter 1 befindet sich der Hochspannungstransformator 2 mit der Primärwicklung 3, der Sekundärwicklung 4 und dem Eisenkern 5. Der eine Pol 6 der Sekundärwicklung 4ist geerdet, während von dem andern Pol 7 aus die $Hochspannung über die mit Papierhbandagen 8 hochisolierte Zuleitung 9 der Kathode 10 der Röntgenröhre 11 zugeführt wird, die in einem zweiten
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Der Brennfleck der Röntgenröhre 11 ist von der Elektronenschutzhaube 16 umgeben, welche die vom Brennfleck ausgehenden mittelbaren Elektronen abfängt uni eine mit einer Berylliumscheibe versehene Öffnung- 17 aufweist, durch welche die Röntgenstrahlen nahezu, ungeschwächt austreten, während die Elektronen zurückgehalten werden. Bei Bestrahlungen von Körperhöhlen wird man in an sich bekannter Weise der Anode die Form. eines Metallrohres geben, das, von der Röhrenmitte ausgehend, aus dem Behälter herausragt und an dessen Enie sich der Brennfleck befindet.
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Sowohl der Behälter 1 als auch der Behälter 12 sind mit Öl oder einem andern hochwertigen I30liermittel gefüllt, um möglichst kleine Abmessungen der Einrichtung zu erhalten. Dabei ist es besonders zweckmässig, die Röntgenröhre 11 in einen aus Isolierstoff, beispielsweise Porzellan, Pressstoff oder Plexigum bestehenden Topf 21 einzusetzen, der die Röntgenröhre 11 von den ringförmigen Metallkörpern 18 trennt. Durch diese Massnahme ist die Auswechslung der Röntgenröhre 11 wesentlich erleichtert und der Vorteil erzielt, dass sich dabei das die Röntgenröhre 11 umgebende Öl nicht mit der übrigen Ölfüllung des Behälters 12 vermischt, wodurch die Gefahr von Durchschlägen der Röhre nach erfolgter Auswechslung vermindert wird.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, an Stelle der Anode die Kathode zu erden, wodurch die Einrichtung zur Heizung der Kathode vereinfacht wird. Die Anode wäre in diesem Falle mit dem H) chspam nnungspol des $Hochspannungstranformators zu verbinden und würde die entstehende Wärme beispielsweise durch Strahlung abgeben.
Die beschriebene Einrichtung findet vozugsweise für Tiefentherapie Verwendung, jedoch ist sie auch für technische Werkstoffuntersuchung mit harten Röntgenstrahlen anwendbar.