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Evakuierte Elektronenröhre.
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für Elektronenentladungen, wie Röntgenröhren.
Zweck der Erfindung ist, elektrische Ladungen zu zerstreuen, welche sich an der Oberfläche der Glaswand der Röhre beim Betrieb ausbilden, wodurch ein Durchschlagen der Wand infolge elektrostatischer Spannungen vermieden wird.
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Diese Erscheinung findet ihre Erklärung möglicherweise darin, dass die Innenseite der Röhre durch An- sammlung von Elektronen geladen wird, die unmittelbar von der Kathode kommen oder an der Anode oder Antikathode reflektiert werden oder auch von sekundären Elektronen, die von der Antikathode ausgehen. Die Elektroden beeinflussen die Ladung, indem sie eine stärkere Ladung am Eathodenende der Röhre entstehen lassen.
Die negative oder Elektronenladung an der Innenseite der Röhre ruft durch Influenz eine positive Ladung an der Aussenseite hervor, besonders da die umgebende Luft beim Betrieb durch X-Strahlen ionisiert wird. Diese Ladungen sammeln sich an den einander gegenüberliegenden Seiten der Röhrenwand und haben leicht ein Durchschlagen zur Folge, namentlich wenn der Vorrichtung hohe Spannungen aufgedruckt werden. Diese Erklärung passt insbesondere auf den einfachen Fall einer hoch evakuierten Röntgenröhre mit heisser Kathode, die bei Hochspannungen mit Gleichstrom betrieben wird.
Eine mit Wechselstrom betriebene Röhre verträgt einen Scheitelwert der Spannung, der höher ist als die Gleichstromspannung, der sie zu widerstehen vermag ; die zeitlichen Zwischenräume zwischen den Impulsen gestatten eine mehr oder minder weitgehende Streuung, durch welche die elektrischen Beanspruchungen verringert werden.
Gemäss der Erfindung werden übermässige elektrische Beanspruchungen in den Röhren von Elektronenvorrichtungen für Hochspannungen vermieden, indem man leitende Elemente anbringt, welche die Ansammlung von Ladungen entgegengesetzter Polarität an der Innen-und Aussenfläche der Röhre verhüten. Solche leitende Elemente können verschiedene Formen annehmen ; es kann beispielsweise Glas von grösserer Leitfähigkeit für die Teile der Röhre verwendet werden, die grösseren elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, oder es kann eine Reihe leitender Zäpfehen od. dgl. in die Teile der Röhre eingesetzt werden, die dem Durchschlagen ausgesetzt sind.
Nach einer Abänderung der Erfindung kann die Aussen-und Innenseite der Röhre in der Nähe der Kathode dem Teil, der am leichtesten durchschlagen wird, mit einem leitenden Überzug versehen werden, und der innere und der äussere Überzug können durch einen durch das Glas gehenden Zuleitungsdraht oder dadurch verbunden werden, dass beide Überzüge an die Kathode angeschlossen werden.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 schematisch eine Hochspannungs-Röntgenröhre gemäss der Erfindung teils im Schnitt und zum Teil in der Ansicht. Fig. 2 und 3 zeigen ähnliche Ansichten von abgeänderten Röhren nach der Erfindung.
Die evakuierte Röhre 4 kann aus Glas oder einem andern durchsichtigen isolierenden Material bestehen und, wie gezeigt, einen im wesentlichen kugelförmigen Hauptteil 5 und einander gegenüberliegende, im wesentlichen zylindrische Fortsätze 6 und 7 aufweisen. Die Elektronen emittierende Kathode 8
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Evacuated electron tube.
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for electron discharges such as X-ray tubes.
The purpose of the invention is to dissipate electrical charges which develop on the surface of the glass wall of the tube during operation, as a result of which a breakdown of the wall as a result of electrostatic voltages is avoided.
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This phenomenon can be explained by the fact that the inside of the tube is charged by the accumulation of electrons that come directly from the cathode or are reflected at the anode or anticathode or also by secondary electrons that emanate from the anticathode. The electrodes influence the charge by creating a stronger charge at the cathode end of the tube.
The negative or electron charge on the inside of the tube causes a positive charge on the outside due to influence, especially since the surrounding air is ionized by X-rays during operation. These charges collect on the opposite sides of the tube wall and easily result in a breakdown, especially if the device is subjected to high voltages. This explanation fits in particular to the simple case of a highly evacuated X-ray tube with a hot cathode, which is operated with direct current at high voltages.
An AC tube can withstand a peak voltage higher than the DC voltage it can withstand; the time intervals between the pulses allow a more or less extensive spread, which reduces the electrical stresses.
According to the invention, excessive electrical stresses in the tubes of electron devices for high voltages are avoided by attaching conductive elements which prevent the accumulation of charges of opposite polarity on the inner and outer surface of the tube. Such conductive elements can take various forms; For example, glass of greater conductivity can be used for the parts of the tube that are exposed to greater electrical stress, or a series of conductive pegs or the like can be used in the parts of the tube that are exposed to breakdown.
According to a modification of the invention, the outside and inside of the tube in the vicinity of the cathode, the part that is most easily punctured, can be provided with a conductive coating, and the inner and outer coatings can be provided by a lead wire or through the glass be connected by connecting both coatings to the cathode.
In the drawing, FIG. 1 shows schematically a high-voltage X-ray tube according to the invention, partly in section and partly in view. Figures 2 and 3 show similar views of modified tubes according to the invention.
The evacuated tube 4 can consist of glass or some other transparent insulating material and, as shown, have a substantially spherical main part 5 and mutually opposite, substantially cylindrical projections 6 and 7. The electron-emitting cathode 8
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