CH359796A - Rotating anode x-ray tubes - Google Patents

Rotating anode x-ray tubes

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CH359796A
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Schram Antonius
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Radiologie Cie Gle
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H01J35/105Cooling of rotating anodes, e.g. heat emitting layers or structures

Description

  

  Tubes<B>à</B> rayons X<B>à</B> anode tournante    La présente invention a pour objet un tube<B>à</B>  rayons X<B>à</B> anode tournante.  



  D'importants progrès ont été accomplis en rem  plaçant, dans les tubes<B>à</B> rayons X, l'anode fixe,  c'est-à-dire la cible immobile de dimensions réduites,  par une anode tournante dont les différentes surfaces  élémentaires formant cible sont disposées sur une  couronne circulaire et sont successivement bombar  dées par le faisceau électronique.  



  L'anode tournante des tubes connus se compose  d'un disque en tungstène, en forme d'assiette, monté  en son centre sur un axe de rotation et dont une  partie du bord incliné est soumise au bombardement  du faisceau électronique. Dans de telles anodes, la  chaleur est évacuée uniquement par rayonnement,  alors que pour les anodes fixes cette évacuation se  fait par conduction.  



  La théorie montre qu'aux températures de fonc  tionnement d'un tube<B>à</B> rayons X, la chaleur pro  duite sur l'anode tournante par le faisceau d'électrons  incidents est presque entièrement dissipée par rayon  nement thermique suivant la loi de     Stefan.     



  On a<B>déjà</B> proposé d'accroître le rayonnement  thermique de l'anode tournante d'un tube<B>à</B> rayons X  par carburation de la surface, la surface de carbure  ainsi obtenue étant constituée presque exclusivement  de     W.,C.    On obtient ainsi des anodes ayant une bonne       émissivité    thermique dont l'intensité de rayonnement  X ne se trouve pas notablement diminuée si la couche  de carbure est suffisamment mince.  



  Ces anodes présentent toutefois un défaut pou  vant être grave dans certaines applications radiolo  giques<B>;</B> elles émettent par la surface     extra-focale,     c'est-à-dire celle qui n'est pas soumise<B>à</B> un bombar  dement électronique, un rayonnement X parasite qui  diminue la netteté des images radiologiques. Ce  rayonnement X est<B>dû à</B> un bombardement électro-    nique incessant de la surface     extra-focale,    soit par  des électrons primaires ayant ricoché sur la cible,  soit par des électrons secondaires provenant du fais-         ceau        pnmaire.     



  Le tube<B>à</B> rayons X faisant l'objet de la présente  invention est caractérisé en ce que seules les parties  de l'anode n'émettant pas de rayonnement X utile  présentent une surface carburée. On réalise ainsi une  meilleure dissipation thermique, une réduction nota  ble du rayonnement X parasite et une amélioration  du rayonnement X utile.  



  Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple,  une forme d'exécution du tube objet de l'invention.  La     fig.   <B>1</B> est une coupe axiale de ladite forme  d'exécution.  



  La     fig.    2 est une vue par-dessous d'un organe  représenté<B>à</B> la     fig.   <B>1.</B>  



  La     fig.   <B>3</B> est une coupe,<B>à</B> plus grande échelle,  dudit organe.  



  Le tube<B>à</B> rayons X représenté<B>à</B> la     fig.   <B>1</B> se com  pose d'une enveloppe de verre<B>1,</B> constituant une  enceinte sous vide, dans laquelle est disposé un     sup--          port    de cathode 2, associé<B>à</B> un filament<B>3</B> placé<B>à</B>  l'intérieur     dIn        focalisateur    4. Ce tube comporte éga  lement une anode tournante<B>7</B> se présentant sous la  forme d'un disque en tungstène qui est fixé par une  vis de montage<B>8 à</B> l'extrémité d'un axe<B>6</B> solidaire  d'un rotor<B>5.</B>  



  La     fig.    2 représente la face de l'anode<B>7,</B> sur  laquelle     apparaîÎt    en particulier une couronne circu  laire<B>9. A</B> chaque instant, une surface élémentaire  <B>10</B> de cette couronne<B>'</B> surface passant au droit du  filament<B>3,</B> est soumise au bombardement électroni  que, ce qui entraîne une émission de rayons X cor  respondante.  



  L'anode<B>7</B> comprend un corps en tungstène 12  (voir     fig.   <B>3)</B> dont la surface est recouverte d'une      couche<B>11</B> de carbure de tungstène     WC,   <B>à</B> l'excep  tion de la couronne<B>9</B> qui a été recouverte, préala  blement<B>à</B> la carburation, par un dépôt électrolytique  d'une couche d'un métal approprié, de manière<B>à</B>  la protéger contre toute carburation.  



  L'emploi du rhénium est particulièrement intéres  sant. En effet, c'est un métal réfractaire qui ne se  carbure pas en atmosphère carburante<B>;</B> c'est     égàle-          ment    un catalyseur de     déshydrogénation    des hydro  carbures et, par conséquent, il joue un rôle actif dans  la carburation de l'anode qui se fait dans une phase  de traitement postérieure. Sa masse atomique étant  plus élevée que celle du tungstène, son emploi comme  cible ne peut que favoriser l'émission des rayons     X.     



  Le dépôt électrolytique du rhénium sur le corps  <B>de</B> l'anode ne présente pas de difficultés<B>à</B> condition  de bien nettoyer la surface du métal, par exemple  par un sablage humide, et de bien recuire<B>le</B> dépôt  dans l'hydrogène.     Lensemble    ainsi obtenu est ensuite  traité par carburation conformément aux procédés  connus. On obtient une surface d'anode totalement  carburée,<B>à</B> l'exception de la couronne circulaire en  rhénium.



  The present invention relates to an X-ray <B> </B> tube with <B> </B> rotating anode.



  Significant progress has been made by replacing, in the <B> X-ray </B> tubes, the fixed anode, that is to say the stationary target of reduced dimensions, with a rotating anode whose different elementary surfaces forming a target are arranged on a circular ring and are successively bombarded by the electron beam.



  The rotating anode of known tubes consists of a tungsten disc, in the form of a plate, mounted at its center on an axis of rotation and of which part of the inclined edge is subjected to the bombardment of the electron beam. In such anodes, the heat is removed only by radiation, while for fixed anodes this removal is done by conduction.



  Theory shows that at the operating temperatures of an X-ray tube, the heat produced on the rotating anode by the incident electron beam is almost entirely dissipated by the following thermal radiation. Stefan's law.



  It has <B> already </B> proposed to increase the thermal radiation of the rotating anode of an X-ray tube <B> </B> by carburizing the surface, the carbide surface thus obtained being formed almost exclusively from W., C. Anodes are thus obtained having good thermal emissivity, the X-ray intensity of which is not significantly reduced if the carbide layer is sufficiently thin.



  These anodes, however, have a defect that can be serious in certain radiological applications <B>; </B> they emit through the extra-focal surface, that is to say that which is not subjected <B> to </B> electron bombardment, parasitic X-ray radiation which reduces the sharpness of radiological images. This X-ray radiation is <B> due to </B> an incessant electronic bombardment of the extra-focal surface, either by primary electrons having ricocheted off the target, or by secondary electrons coming from the primary beam.



  The X-ray <B> </B> tube forming the subject of the present invention is characterized in that only the parts of the anode which do not emit useful X-rays have a carburized surface. This results in better heat dissipation, a significant reduction in parasitic X radiation and an improvement in useful X radiation.



  The appended drawing represents, <B> by </B> by way of example, an embodiment of the tube which is the subject of the invention. Fig. <B> 1 </B> is an axial section of said embodiment.



  Fig. 2 is a view from below of a member shown <B> to </B> in FIG. <B> 1. </B>



  Fig. <B> 3 </B> is a section, <B> to </B> on a larger scale, of said organ.



  The X-ray tube <B> </B> shown <B> in </B> in fig. <B> 1 </B> consists of a glass envelope <B> 1, </B> constituting a vacuum chamber, in which is disposed a cathode support 2, associated <B> with </B> a <B> 3 </B> filament placed <B> inside </B> the inside of focusing 4. This tube also includes a rotating anode <B> 7 </B> located under the in the form of a tungsten disc which is fixed by a mounting screw <B> 8 to </B> the end of an axis <B> 6 </B> secured to a rotor <B> 5. < / B>



  Fig. 2 represents the face of the anode <B> 7, </B> on which appears in particular a circular crown <B> 9. At each instant, an elementary surface <B> 10 </B> of this crown <B> '</B> surface passing in line with the filament <B> 3, </B> is subjected to the electron bombardment that, resulting in a corresponding X-ray emission.



  The anode <B> 7 </B> comprises a tungsten body 12 (see fig. <B> 3) </B> whose surface is covered with a layer <B> 11 </B> of carbide. tungsten WC, <B> with </B> the exception of the crown <B> 9 </B> which was covered, prior <B> to </B> the carburization, by an electrolytic deposition of a layer of a suitable metal, so <B> to </B> protect it against any carburization.



  The use of rhenium is particularly interesting. Indeed, it is a refractory metal which does not carburize in a fuel atmosphere <B>; </B> it is also a catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons and, therefore, it plays an active role in the carburization of the anode which is carried out in a subsequent treatment phase. Its atomic mass being higher than that of tungsten, its use as a target can only promote the emission of X-rays.



  The electrolytic deposition of rhenium on the <B> </B> anode body does not present any difficulties <B> provided </B> the surface of the metal is thoroughly cleaned, for example by wet sandblasting, and anneal the <B> deposit </B> well in hydrogen. The assembly thus obtained is then treated by carburizing in accordance with known methods. A fully carburized anode surface is obtained, <B> with </B> the exception of the circular rhenium crown.

 

Claims (1)

REVENDICATION Tube<B>à</B> rayons X<B>à</B> anode toumante, caractérisé en ce que seules les parties de l'anode n'émettant pas<B>de</B> rayonnement X utile présentent une surface carburée. SOUS-REVENDICATIONS <B>1.</B> Tube selon la revendication, caractérisé en ce que toute la surface de l'anode est carburée<B>à</B> l'excep tion d'une couronne circulaire. 2. CLAIM <B> </B> X-ray tube <B> with </B> rotating anode, characterized in that only the parts of the anode not emitting <B> </B> useful X-radiation exhibit a carburized surface. SUB-CLAIMS <B> 1. </B> Tube according to claim, characterized in that the entire surface of the anode is carburized <B> with </B> with the exception of a circular crown. 2. Tube selon la sous-revendication <B>1,</B> caractérisé en ce que la couronne circulaire est recouverte d'une couche d'un métal réfractaire non susceptible d'en trer en combinaison avec le carbure et ayant un poids atomique suffisant pour ne pas diminuer l'in tensité du rayonnement X. <B>3.</B> Tube selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que le métal de revêtement de la couronne est le rhénium. Tube according to sub-claim <B> 1, </B> characterized in that the circular crown is covered with a layer of a refractory metal not capable of coming into combination with the carbide and having a sufficient atomic weight in order not to reduce the intensity of the X-radiation. <B> 3. </B> Tube according to sub-claim 2, characterized in that the coating metal of the crown is rhenium.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1764042B1 (en) * 1968-03-26 1971-05-27 Koch & Sterzel Kg ROTARY ROTARY ANODE WITH GRAPHITE ANODE BODY
CN111415852A (en) * 2020-05-06 2020-07-14 上海联影医疗科技有限公司 Anode assembly of X-ray tube, X-ray tube and medical imaging equipment

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