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Glühkathoden-Röntgenröhre.
Wenn die Strahlen einer Röntgenröhre zur Bilderzeugung dienen sollen, ist die Erzielung einer nahezu punktförmigen Brennfläche erforderlich, sollen sie dagegen zur Bestrahlung dienen, so ist eine solche Fläche in Form eines schärferen Brennfleckes entbehrlich. Aus dieser bekannten Erkenntnis ist bisher in der Röntgentechnik nicht die Folgerung gezogen, dass Bestrahlungsröhren gegenüber Bilderzeugungsröhren nach vollkommen verschiedenen Grundsätzen gebaut werden können. Bisher sind die Elektroden beider Arten von Röhren im wesentlichen nach gleichen Gesichtspunkten gebaut. Stets ist das Kathodenstrahlbündel ziemlich eng begrenzt und die ausnutzbare Antikathodenfläche höchstens einige Quadratzentimeter gross.
Bei Bestrahlungsröhren wurde allerdings durch Änderung des Abstandes zwischen Kathode und Antikathode oder durch Änderung der Krümmung der als Hohlspiegel ausge-
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kleine Fläche der Antikathode konzentriert, an der infolgedessen eine starke Anhäufung von Wärme stattfindet, weil sich der grösste Teil der Energie in Wärme umwandelt. Das Abführen der grossen Wärmemengen von der unzugänglichen Antikathode bereitet praktisch grosse Schwierigkeiten, so dass bald eine Grenze erreicht wird, über die hinaus die Belastung der Röhre nicht gesteigert werden darf.
Die Erfindung bezweckt, eine von den bisherigen Bestrahlungsröhren grundsätzlich abweichende Bauart von Glühkathodenröntgenröhren zu schaffen, die eine fast unbegrenzte Steigerung der Belastungsfähigkeit zulässt. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass durch die Anwendung einer Glühkathode grösserer Längenausdehnung und einer oder mehrerer nebeneinander zu ihr angeordneter, grossflächiger Anoden ausgedehnte Elektronenquellen geschaffen und nutzbar gemacht werden können. Zu
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Grundsätze bezüglich der räumlichen Anordnung der Elektroden und ihrer stofflichen Beschaffenheit zu beachten.
Demgemäss sind Anoden aus Metall hohen Atomsgewicht (Tantal, Wolfram, Uran, Platin, Gold usw. ) zu verwenden, ferner sind die Elektroden so anzuordnen, dass der Strahlenaustritt nicht behindert wird, und schliesslich sind die Austrittsstellen der Elektrodenzuleitungen in einer der hohen Betriebsspannung angepassten Entfernung anzuordnen.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Glühkathodenröntgenröhre in senkrechtem Schnitt mit ihrer Schaltung und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, während Fig. 3 die teilweise Ansicht einer in senkrechtem Schnitt dargestellten anderen Ausführungsform der Glühkathoden-Röntgenröhre veranschaulicht.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Röhre besteht die Glühkathode 1 aus einem gabelförmigen Draht, der mit seinem oberen Ende an einer von den Haltedrähten 2 getragenen Schraubenfeder 3 aufgehängt und an seinen unteren Enden mit den Stromzuleitungen 4 und 5 verbunden ist. Über die Haltedrähte 2 ist ein Drahtnetz 6 gewickelt, das die Aufgabe hat, die bei dem Betriebe mit hohen Spannungen auftretenden starken elektrischen Anziehungskräfte von dem Glühdraht abzuhalten. Das Netz 6 kann bei richtigen Abmessungen auch als Steuerelektrode dienen und ferner, ohne besondere Steuerspannung, zur Homogenisierung der Kathodenstrahlen beitragen. Das untere Ende der Haltedrähte 2 ist mit den
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Stegen 7 an dem oberen Ende der Metallhülse 8 befestigt, die auf dem mit der Röhre verschmolzenen Glasrohre 9 sitzt.
Durch das obere verstärkte Ende 10 des Rohres 9 sind die Stromzuleitungen 4, 5 in dem erforderlichen Abstande isoliert hindurchgeführt.
Neben dem Glühdraht 1 sind in Richtung seiner Länge mit Abstand zwei Anoden 11 angeordnet, die aus Blechen schwer schmelzbaren Metalls hohen Atomgewichts bestehen und an ihren oberen Enden mit den Streben 12 der aus dem Glasrohr 13 sitzenden Metallhülse 14 verbunden sind. Durch das verstärkte Ende 15 des Rohres 13 ist die an die Metallhülse 14 angelegte Stromzuleitung 16 isoliert hindurchgeführt.
Die Zuleitungen 4,5 des Glühdrahtes 1 sind mit den Polen der Heizbatterie 17 verbunden. Zwischen
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geeigneter Bauart eingeschaltet.
Die plattenförmigen Anoden 11 sind unter einem Winkel so gegeneinander gestellt, dass der von ihren Flächen umschlossene Raum sich in Richtung des zu bestrahlenden Objekts erweitert (Fig. 2).
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Röhre besteht die Anode 19 aus einem kegelstumpfförmigen Blechmantel schwer schmelzbaren Metalls hohen Atomsgewichts, der den in der oben beschriebenen Weise angeordneten Glühdraht 20 mit Abstand umgibt. Hiebei erfolgt der Strahlenaustritt in Richtung der Kegelerweiterung. Die Anode 19 wird von einer seitlich angeordneten Stange 21 gehalten, die in einem Seitenansatz 22 der Röhre gelagert und mit der Stromzuleitung 23 verbunden ist.
Bei der beschriebenen Bauart von Röntgenröhren können ohne betriebstechnische Schwierigkeiten Anoden von sehr beträchtlicher Grösse Verwendung finden, die z. B. 50-100 qcm strahlende Fläche bilden. Da jeder Quadratzentimeter bei der zulässigen Temperatur von etwa 2000 C. 40 Watt auszustrahlen vermag, ergeben sich Belastungsmöglichkeiten einer Anode von 2-4 KW.
Ferner fällt bei den vorliegenden Röhren die Notwendigkeit weg, die Kathodenstrahlen durch Sammelvorrichtungen zusammenzuhalten, da die Anordnung des Glühdrahts innerhalb der Anoden das Abirren von Kathodenstrahlen unmöglich macht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Glühkathoden-Röntgenröhre, gekennzeichnet durch eine langgestreckte Glühkathode und mindestens eine grossflächige Anode, die nebeneinanderliegend so angeordnet sind, dass die Strahlenauffangfläche der Anode parallel oder nahezu parallel. zu der Längsrichtung der Glühkathode verläuft und dass sieh die Längsprojektion der Glühkathode mit der gleichgerichteten Flächenausdehnung der Anode deckt.