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Antikathode mit Wasserkühlung.
Die bekannten Röntgenröhlen mit Wasserkühlung, bei denen das Antikathodenrohr mit einem zur Aufnahme eines Kühlmittels, z. B. Wasser, dienenden Behälter verbunden ist, wurden bisher meistens so benutzt, dass das in dem Kühlmittelbehälter befindliche Wasser von möglichst niedriger Temperatur bis nehe an den Siedepunkt erhitzt wurde. Für die Zwecke der Radioskopie und Radiographie genügt dieses Verfahren vollkommen, weil hierbei die Benutzungszeiten der Röntgenröhre für gewöhnlich nicht so lang sind, dass das Kühlwasser siedet. Anders liegen aber die Verhältnisse beim Betriebe der Röntgenröhren für die Radiotherapie, da die Röntgenröhren hierbei zur Erzielung einer starken Bestrahlung oft unter höchster Belastung'eine halbe Stunde oder länger betrieben werden müssen.
Um in diesen Fällen eine übermässige Erhitzung des Kühlwassers zu verhüten, wurde die Menge des Kühlwassers erheblich vergrössert. Hie ; durch wird aber die Anoidnung eines von der Röntgenröhre getrennten Kühlmittelbehälters erfordert, wobei das Kühlwasser entweder durch den thermodynamischen Antrieb oder durch eine besondere Pumpe in Umlauf gebracht werden muss. Da hierbei sowohl der Wasserbehälter als auch die Pumpe isoliert aufgestellt und beide mit der Röntgenröhle durch Schläuche verbunden werden müssen, so ergibt sich hieraus ein sehr - umständlicher und verwickelter Betrieb.
Es ist nun praktisch sehr wohl möglich, Röntgenröhren mit Wasserkühlung so zu betreiben, dass sie auch bei kochendem Kühlwasser konstant bleiben. Da nämlich etwa sechssiebenmal so viel Wärme nötig ist, um eine bestimmte Wassermenge von 1000 C in gesättigten Dampf zu verwandeln, als dieselbe Wassermenge von 15 bis 200 C (mittlere Zimmertemperatur) auf annähernd 1000 C zu erwärmen, so kann eine Röntgenröhre mit kochendem Kühlwasser längere Zeit betrieben werden, ohne dass es nötig wird, das Kühlwasser zu erneuern und zu diesem Zwecke den Betrieb zu unterbrechen. Der Antikathode kann also mit einer verhältnismässig kleinen Wassermenge, die in Dampf verwandelt wird, dieselbe Wärmemenge entzogen werden wie mit einer grossen Wassermenge, die von der Zimmertemperatur bis nahe an den Siedepunkt erhitzt wird.
Der Betrieb einer Röhre mit kockendem, in Dampf überzuführenden Kühlwasser bietet natürlich den Vorteil grosser Einfachheit, weil hierbei alle zusätzlichen Vorrichtungen in Wegfall kommen.
Wenn sich trotzdem ein solcher Betrieb bei Röntgenröhren für die Radiotherapie nicht in weiterem Umfange eingebürgert hat, so liegt dies daran, dass der Patient durch einen solchen Betrieb hei der üblichen Bauart der Röntgenröhren mit Wasserkühlung leicht gefährdet wird. Bei den bisherigen Röntgenröhren mit Wasserkühlung besteht nämlich der mit der Röhre fest verbundene Kühlmittelbehälter stets und meist auch das sich daranschliessende, zur unmittelbaren Aufnahme der Kühlflüssigkeit dienende Antikathodenrohr aus Glas ; diese Teile sind daher der Gefahr des Zerspringens durch thermische Einflüsse ausgesetzt und können auch durch die Möglichkeit der Zerstörung der dünnwandigen Röntgenröhre selbst gefährdet werden.
In allen diesen Fällen ergiesst sich natürlich das kochende Kühlwasser über den meistens unmittelbar unter der Röntgenröhre gelagerten Patienten, der somit der Gefahr der Verbrühung ausgesetzt ist.
Nach der Erfindung soll diese Gefahr beseitigt und die gefahrlose Verwendung von Röntgenröhren mit Verdampfung des Kühlwassers für die Radiotherapie in weitem Umfang ermöglicht werden. Zu diesem Zwecke sind nach der Erfindung der Kühlmittelbehälter und das mit ihm verbundene Antikathodenrohr aus Metall oder anderem unzerbrechlichen Stoffe hergestellt, so dass sie der Gefahr der Zertrümmerung durch thermische oder mechanische Einflüsse nicht ausgesetzt sind,
Es ist bei Antikathoden mit Luftkühlung bekannt, das Antikathodenrohr aus Metall herzustellen. Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, zwecks Kühlung der Antikathode einen mit Wasser gefüllten Kühlstab aus Metall in das Antikathodenrohr lose einzusetzen und nach genügender Wärmeaufnahme gegen einen mit frischem Kühlwasser versehenen Stab auszutauschen.
Die Erfindung besteht gewissermassen in der Vereinigung dieser beiden Einrichtungen in fester Verbindung bei Antikathoden mit Dampfkühlung.
Ferner wird-nach der Erfindung die Wirkungsweise einer solchen Kühlvorrichtung für die Antikathode von Röntgenröhren dadurch wesentlich verbessert, dass besondere Vorkehrungen getroffen sind, um die Ableitung des sich in dem Antikathodenrohr und in dem sich daranschliessenden Kühlmittelbehälter entwickelnden Dampfes zu begünstigen.
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In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele der Erfindung mehrere mit der vorliegenden Antikathode nebst Kühlvorrichtung ausgerüstete Röntgenröhren in lotrechtem Schnitt zum Teil dargestellt.
Bei der in Fig. i veranschaulichten Einrichtung bezeichnet 1 die zweckmässig aus Kupfer hergestellte Antikathode, die aussen den aus Platin oder Wolfram bestehenden Antikathodenspiegel 2 tlägt. Das mit der Antikathode 1 verbundene, zweckmässig aus Kupfer bestehende Rohr 3 ist aussen an einem Platinring 4 befestigt, der mit dem sich an den Stutzen 5 der Röntgenröhre 6 anschliessenden ; inneren Glasrohr 7 durch Einschmelzen verbunden ist.
Während nun bisher der Kühlmittelbehälter sich unmittelbar an das Glasrohr 7 anschloss und ebenfalls aus Glas hergestellt wurde, findet nach der Erfindung ein kugeliger oder anders gestalteter Kühlmittelbehälter 8 aus Metall oder sonstigem unzerbrechlichen Stoffe Verwendung, dessen unterer Teil in ein Metallrohr 9 ausläuft, das mit seinem freien Ende unter Verwendung einer geeigneten Dichtung in das obere Ende des ebenfalls unzerbrechlichen Antikathodenrohres 3 lösbar eingesetzt und mit diesem beispielsweise durch Verschrauben wasserdicht verbunden ist. Eine auf dem Stutzen 5 der Röntgenröhre 6 durch Kitten o. dgl. befestigte, das Metallrohr 9 umgebende Ringkappe 10 gibt dem Kühlm : ttel- hehälter 8 eine sichere Stütze und entlastet gleichzeitig den Platinring 4.
Der Einfüllstutzen 11 des Behälter 8 wird zweckmässig durch einen Deckel 12 geschlossen, durch den ein dünnes Röhrchen 13 hindurchgeführt ist, das zum Ableiten des sich etwa in dem Behälter 8 sammelnden Wasserdampfes dient. Hierdurch wird erreicht, dass auch bei umgekehrter Lage. des Behälters 8 das darin befindliche heisse Wasser nur tropfenweise austreten kann.
Beim Berriebe der beschriebenen Antikathode mit Verdampfung-des in dem Antikathodenrohr 3 und dem Behälter 8 beflndlichen Kühlwassers erfolgt die Verdampfung vorwiegend unmittelbar hinter der Antikathode 1, d. h. am Boden des Rohres 3, weil dieser dem Ausgangspunkt der Röntgenstrahlen am nächsten liegende Teil am stärksten erhitzt wird.
Um nun-die an dieser Stelle aufsteigenden Dampfblasen, die das Wasser von dem Boden des Rohres 3 zu verdrängen suchen und dadurch eine unregelmässige, stossweise Verdampfung verursachen, rasch zu entfernen, ist nach Fig. 2 der Zeichnung in das Rohr 3 und in den sich mit dem Rohr 9 daranschliessenden Kühlmittelbehälter 8 ein mittleres, engeres Rohr 14 eingebaut, das oberhalb des Wasserspiegels im Behälter 8 mündet. Zum Abscheiden des von dem Dampf mitgerissenen Wassers ist dieses Rohr 14 oben zweckmässig mit einem Abweiser 15 versehen, der das Herausschleudern von Wassertropfen aus dem Behälter 8 verhütet. Das innere Ende 16 des Dampfableitungsrohres 14 liegt etwa 1/2 cm oberhalb des Bodens des Antikathodenrohres 3 und ist trichterförmig erweitert, um möglichst viele Dampfblasen auffangen zu können.
Die mittlere Lage des Rohres 14 in dem Antikathodenrohr 3 und in dem Ansatzrohr 9 wird zweckmässig durch eingelötete Metallstege 17 gesichert.
Bei der Ausführungsform der Antikathode nach Fig. 3 und 4 ist an Stelle des in Fig. 2 dargestellten Dampfableitungsrohres 14 in den Teilen 3, 9 und 8 eine mittlere Scheidewand 18 angeordnet, die so gestellt ist, dass bei der üblichen Schrägstellung der Antikathode in der oberen Hälfte des von der Wand 18 unterteilten Kreisquerschnittes ein Weg für den Abzug des Dampfes geschaffen ist, während das Wasser unterhalb der nicht dicht an die Antikathode 1 herangeführten Scheidewand ungehindert zuströmen kann.
Mithilfe der beschriebenen Antikathode und ihrer Kühlvorrichtung lassen sich - ohne zusätzliche, den Betrieb verwickelt machende Hilfsvorrichtungen-Röntgenröhren mit Verdampfung des Kühlwassers für die Radiotherapie ohne Gefahr für den Patienten verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Antikathode mit Wasserkühlung für Röntgenröhren, die mit Verdampfung des Kühlwassers arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass das zur unmittelbaren Aufnahme der Kühlflüssigkeit dienende Antikathodenrohr (3) aus Metall oder anderem unzerbrechlichen Stoffe mit dem Ansatzrohr (9) des ebenfalls unzerbrechlichen Kühlmittelbehälters (8) wasserdicht verbunden ist, zum Zwecke, die gefahrlose Verwendung von Röntgenröhren mit Verdampfung des Kühlwassers für den Therapiegebrauch zu ermöglichen.
2. Antikathode nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch die Anordnung eines auf den Einfüllstutzen (11) des Kühlmittelbehälters (8) aufgesetzten Deckels (12), durch den ein dünnes Röhrchen (13) zum Abführen des sich etwa in dem Behälter sammelnden Dampfes hindurchgeführt ist.