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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von
Röntgenstrahlung,
insbesondere für
den Einsatz in einem Computer-Tomographen, mit einem evakuierbaren
Gehäuse,
in dem ein oder mehrere kalte Elektronenquellen als Kathode und
zumindest ein Röntgentarget
als Anode derart angeordnet sind, dass bei Anlegen einer elektrischen Spannung
zwischen Kathode und Anode von der Elektronenquelle emittierte Elektronen
in einem Elektronenstrahl auf das Röntgentarget beschleunigt werden.
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Vorrichtungen
zur Erzeugung von Röntgenstrahlung
werden beispielsweise in der medizinischen Diagnostik eingesetzt,
um Durchleuchtungsbilder oder, im Falle der Computer-Tomographie
(CT), Bilder vom Körperinneren
eines Patienten zu erhalten. Mit den vielfältigen Möglichkeiten der Computer-Tomographie
sind die Anforderungen an die in Computer-Tomographen eingesetzten
Röntgenröhren ständig gewachsen.
So erfordern moderne Computer-Tomographen Röntgenröhren, deren Röhrenstrom
mit hoher Geschwindigkeit moduliert werden kann, um beispielsweise
eine optimierte Dosismodulation oder einen Betrieb bei zwei unterschiedlichen Energien
mit einem Gleichgewichtsphotonenfluss realisieren zu können.
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Die
US 5,105,456 A zeigt
eine Röntgenröhre für einen
Computer-Tomographen, bei der eine Elektronenquelle mit thermoionischer
Emission eingesetzt wird. Bei der Erzeugung der Röntgenstrahlung rotiert
das Gehäuse
dieser Röntgenröhre mit
dem darin befestigten Röntgentarget,
so dass der von der stationär
angeordneten Elektronenquelle ausgehende Elektronenstrahl das Röntgentarget
mit der Zeit an unterschiedlichen Stellen trifft. Das rotierende
Gehäuse
ermöglicht
eine bessere Kühlung
des Röntgentargets
während
des Betriebs. Auch die
US 5,193,105
A nutzt eine Elektronenquelle auf Basis thermo ionischer
Emission. Bei der Röntgenröhre dieser
Druckschrift sind zusätzliche
Elektrodensysteme, ein so genanntes RICE-(RICE: Rotating Field Ion Controlling
Electrode) und ein so genanntes ICE-System (ICE: Ion Controlling
Electrode) im Gehäuse
angeordnet, um den Anteil positiver Ionen in einem Bereich zwischen
der Elektronenquelle und dem Röntgentarget
zu verringern. Die positiven Ionen werden in dem Elektrodensystem
eingefangen, wobei dies sowohl über
ein stationäres
oder auch ein elektrisches Wechselfeld erfolgen kann. Positive Ionen
werden durch Stöße der beschleunigten
Elektronen mit verbleibenden Gasmolekülen in dem evakuierten Gehäuse der
Röntgenröhre erzeugt.
Diese positiven Ionen neutralisieren die abstoßenden Kräfte zwischen den Elektronen
im Elektronenstrahl, so dass im Fokussierbereich eine gute Fokussierung des
Elektronenstrahls auf das Röntgentarget
ermöglicht
wird. Da sich ein möglichst
kleiner Fokus jedoch nur bei einer ausreichenden Divergenz des Elektronenstrahls
in der Region vor dem Fokussierbereich erreichen lässt, sind
die positiven Ionen in dieser Region unerwünscht, da sie die durch die
abstoßenden Kräfte der
Elektronen erforderliche Aufweitung des Elektronenstrahls verhindern
würden.
Durch die oben genannte Elektrodenanordnung lässt sich der Anteil der positiven
Ionen in dieser Region verringern, so dass sich insgesamt ein scharfer
Fokus des Elektronenstrahls auf dem Röntgentarget erzeugen lässt.
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Röntgenröhren auf
Basis thermo-ionischer Emission zeigen jedoch aufgrund der für die Emission
erforderlichen Aufheizung eine langsame Reaktionszeit, weisen einen
hohen Energieverbrauch auf und haben einen hohen Platzbedarf. Gerade
für die oben
genannten modernen CT-Anwendungen sind derartige Röntgenröhren daher
weniger gut geeignet.
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Neben
den thermo-ionischen Emissionsquellen sind auch Feldemissions-Elektronenquellen, so
genannte kalte Elektronenquellen, zur Erzeugung von Röntgenstrahlung
bekannt. So zeigt beispielsweise die US 2002/0094064 A1 eine Röntgenröhre, wie
sie auch in einem Computer-Tomographen eingesetzt werden kann. Als
Elektronenquelle wird bei dieser Röntgenröhre ein Substrat mit einer
Schicht aus einem Feld-emissiven Material, wie beispielsweise Kohlenstoff-Nanoröhren, eingesetzt.
Die einzelnen Bereiche dieser Elektronenquelle können über eine aufgebrachte Elektrodenstruktur
selektiv angesprochen werden, um über das lokale elektrische Feld
lokal Elektronen emittieren zu können.
Die Emission kann bei einer Temperatur von 300 K (kalte Emission)
erfolgen und über
die Elektroden sehr schnell an- und abgeschaltet werden. Röntgenröhren auf
Basis einer kalten Elektronenemission haben den Vorteil einer exakten
Kontrollierbarkeit der Röntgenemission,
so dass die Röntgenexposition
verringert und die zeitliche Auflösung bei der Röntgenbeleuchtung
vergrößert werden
kann. Der Feldemissionsstrom wird bei diesen Röntgenröhren durch die an die Elektronenquelle
angelegte Spannung und nicht durch die Temperatur wie bei der thermo-ionischen Emission
gesteuert. Daher kann durch geeignete Steuerung des angelegten elektrischen
Feldes eine gepulste Röntgenemission
mit variabler Pulsweite und hoher Repititionsrate erreicht werden.
Die Steuerspannung liegt in der Regel lediglich im Bereich zwischen
50 und 100 V, so dass eine schnelle Pulssequenz einfach zu erzeugen
ist.
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Auch
die
US 6,760,407 B2 zeigt
eine derartige Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung für einen
Computer-Tomographen gemäß dem Oberbegriff
des vorliegenden Patentanspruches 1. Bei dieser Röntgenröhre weist
die Elektronenquelle eine gekrümmte
Oberfläche
auf, durch die bereits eine fokussierende Wirkung auf den Elektronenstrahl
ausgeübt
wird. Auf eine zusätzliche
Fokussiereinrichtung kann daher bei dieser Röntgenröhre verzichtet werden.
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Bisher
stellt allerdings die Lebensdauer derartiger kalter Elektronenquellen
in Röntgenröhren ein größeres Problem
dar. Die verkürzte
Lebensdauer wird insbesondere durch den Ionenbeschuss der empfindlichen
Oberflächen
der kalten Elektronenquellen verursacht, wie dies beispielsweise
in Y. Cheng et al., „Electron
field emission from carbon nanotubes", C.R. Physique 4 (2003), Seiten 1021-1033, oder
in Y. Saito et al., „Cathode
Ray Tube Lighting Elements with Carbon Nanotube Field Emitters", Japanese Journal
of Applied Physics, Vol. 37 (1998), Seiten 346-348, erläutert ist.
Der Ionenbeschuss wird durch die positiven Ionen verursacht, die
durch Stöße der im
Gehäuse
verbliebenen Restgasmoleküle
mit den Elektronen des Elektronenstrahls entstehen. Zur Erhöhung der
Lebensdauer der Elektronenquelle wird daher die Aufrechterhaltung
eines sehr hohen Vakuums von etwa 10–8 Torr
im Gehäuse
der Röntgenquelle
vorgeschlagen. Dies kann beispielsweise durch zusätzliches
Einbringen von Getter-Material in das evakuierte Gehäuse erreicht
werden. Allerdings ist ein derart hohes Vakuum in Hochleistungs-Röntgenröhren, wie
sie in CT-Anlagen erforderlich sind, aufgrund der hohen Anodentemperaturen
sehr schwer aufrechtzuerhalten. Weiterhin verhindert das hohe Vakuum
aufgrund der Raumladungseffekte die Erzeugung eines scharf fokussierten
Elektronenstrahls an der Anode, da die neutralisierenden positiven
Ionen fehlen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zur Erzeugung von Röntgenstrahlung,
insbesondere für
den Einsatz in einem Computer-Tomographen, anzugeben, die eine gute
Fokussierung des Elektronenstrahls auf das Röntgentarget ermöglicht und
eine hohe Lebensdauer aufweist.
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Die
Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche oder
lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen
entnehmen.
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Die
vorliegende Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung umfasst ein
evakuierbares Gehäuse,
in dem ein oder mehrere kalte Elektronenquellen als Kathode und
zumindest ein Röntgentarget
als Anode derart angeordnet sind, dass bei Anlegen einer elektrischen
Spannung zwischen Kathode und Anode von der Elektronenquelle emittierte
Elektronen in einem Elektronenstrahl auf das Röntgentarget beschleunigt werden.
Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Gehäuse zwischen der
Elektronenquelle und dem Röntgentarget
eine Einrichtung zur Verringerung eines Anteils positiver Ionen
im Bereich der Elektronenquelle angeordnet ist.
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Bei
der vorliegenden Vorrichtung wird somit eine kalte Elektronenquelle,
insbesondere eine Feldemissions-Elektronenquelle eingesetzt, bei
der der Elektronenstrom über
ein an die Elektronenquelle angelegtes elektrisches Feld gesteuert
werden kann. Dadurch wird eine sehr schnelle Reaktionszeit für die Elektronenemission
und damit verbunden auch für die
Röntgenemission
erreicht. Einzelheiten zum Aufbau und Einsatz einer derartigen Elektronenquelle können beispielsweise
der eingangs genannten Veröffentlichung
von Y. Cheng et al. entnommen werden. Durch die zwischen der Elektronenquelle
und dem Röntgentarget
im Bereich der Elektronenquelle angeordnete Einrichtung zur Verminderung
des Anteils positiver Ionen wird ein Beschuss der Oberfläche der Elektronenquelle
durch derartige Ionen verhindert oder zumindest stark vermindert.
Dies erhöht
die Lebensdauer der Elektronenquelle beträchtlich, ohne hierdurch die
Fokussierbarkeit des Elektronenstrahls auf das Röntgentarget einzuschränken. Es
muss daher bei der vorliegenden Vorrichtung kein extrem hohes Vakuum
im Gehäuse
aufrechterhalten werden. Vielmehr ist ein gewisser Anteil an Gasmolekülen zur Erzeugung
positiver Ionen durch Stöße mit den
Elektronen des Elektronenstrahls erwünscht, da diese positiven Ionen
im Fokussierbereich des Elektronenstrahls, d.h. insbesondere im
Bereich vor dem Röntgentarget,
zur Neutralisierung der abstoßenden
Kräfte
der Elektronen des Elektronenstrahls dienen. Durch die Reduzierung
des Raumladungseffektes, d.h. der gegenseitigen Abstoßung der
Elektronen, in diesem Bereich behält der Elektronenstrahl seine scharfe
Fokussierung bei und ermöglicht
einen kleinen Fokus auf dem Röntgentarget
auch bei geringem Anodenpotential und hohem Elektronenstrom.
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Die
Einrichtung zur Verminderung des Anteils positiver Ionen setzt sich
vorzugsweise aus einem Elektrodensystem zusammen, das die positiven Ionen
in dem entsprechenden Bereich einfängt. Hierbei handelt es sich
vorzugsweise um ein ICE- oder ein RICE-Elektrodensystem, bei dem
mehrere Elektrodenpaare um den Elektronenstrahl angeordnet sind,
an die eine Gleichspannung oder Wechselspannung oder eine Kombination
beider in geeigneter Weise angelegt wird.
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Die
vorliegende Vorrichtung, im Folgenden auch als Röntgenröhre bezeichnet, eignet sich
aufgrund der schnellen Modulierbarkeit des Elektronenstrahls und
somit auch der Röntgenstrahlung
sowie aufgrund der hohen Auflösung,
die sich durch den kleinen Fokus des Elektronenstrahls auf dem Röntgentarget
ergibt, vor allem für
den Einsatz in einem Computer-Tomographen. Hierbei können die
unterschiedlichsten Konfigurationen des Computer-Tomographen zum
Einsatz kommen, beispielsweise Computer-Tomographen der dritten
Generation oder Computer-Tomographen
der fünften
Generation, bei denen sowohl die Röntgenröhre als auch der Röntgendetektor
stationär
angeordnet sind.
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Die
kalte Elektronenquelle, die in gleicher Weise wie bei den bereits
genannten Veröffentlichungen
des Standes der Technik ausgestaltet sein kann, ist vorzugsweise
derart strukturiert, dass gezielt einzelne Bereiche zur Elektronenemission
angesteuert werden können.
Dies kann über
eine auf dem emittierenden Material aufgebrachte oder darüber angeordnete
Elektrodenstruktur, insbesondere ein Elektrodengitter oder ein Elektrodenarray,
erreicht werden, bei dem an einzelne Elektroden selektiv eine Spannung
angelegt werden kann. Das Elektronen emittierende Material besteht
vorzugsweise aus einer Schicht aus Kohlenstoff-Nanoröhren, kann
jedoch auch durch die bekannten Spindt-Emitter gebildet sein.
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In
einer Ausgestaltung der Elektronenquelle ist auf dem zugehörigen Substrat
zunächst
eine photoelektrische Schicht aus einem Halbleitermaterial und darüber die
Elektronen emittierende Schicht aufgebracht. Auf der Elektronen
emittierenden Schicht befindet sich wiederum eine geeignete Elektrodenstruktur.
Bei dieser Ausgestaltung kann durch Einstrahlung eines Lasers oder
einer LED auf die photoelektrische Schicht durch das für die Laserstrahlung transparente
Substrat hindurch lokal die elektrische Spannung für die Emission
der Elektronen an die Elektrodenstruktur angelegt werden. Mit dieser
Ausgestaltung lässt
sich eine Röntgenröhre realisieren, wie
sie in Zusammenhang mit thermo-ionischen Emittern beispielsweise
aus der
US 4821305 A bekannt
ist, bei der sowohl die Elektronenquelle als auch das Röntgentarget
sich gegenüberliegend
in einem zylinderförmigen
Behältnis
angeordnet sind, das während
des Betriebs rotiert.
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Die
vorliegende Vorrichtung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals erläutert. Hierbei zeigen:
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1 ein
erstes Beispiel für
eine Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung;
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2 ein
zweites Beispiel für
eine Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung;
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3 ein
drittes Beispiel für
eine Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung;
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4 ein
viertes Beispiel für
eine Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung;
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5 die
Ausgestaltung der 4 in axialer Ansicht;
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6 die
Ausgestaltung der 3 in axialer Ansicht; und
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7 ein
Beispiel für
die Anordnung der Elektroden zur Verminderung des Anteils positiver
Ionen.
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1 zeigt
schematisch ein Beispiel für
eine Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung, bei der ein rotierendes
Röntgentarget 3 als
Anode eingesetzt wird. Das um die Rotationsachse 20 rotierende
Röntgentarget 3 und
die kalte Elektronenquelle 1 sind in einem evakuierbaren
Gehäuse 5 angeordnet.
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Die
kalte Elektronenquelle 1 weist hierbei eine konkave Oberfläche auf,
durch die der emittierte Elektronenstrahl 2 bereits auf
das Röntgentarget 4 fokussiert
wird. Die Elektronenemission erfolgt durch Anlegen eines geeigneten
elektrischen Feldes an die Elektronenquelle 1, wie dies
aus dem Stand der Technik dieser Elektronenquellen bekannt ist.
Durch die Rotation des Röntgentargets 3 als
Anode, auf die die Elektronen des Elektronenstrahls 2 beschleunigt werden,
wird ein kreisförmiges
Brennband 4 auf dem Röntgentarget 3 erzeugt,
wodurch die lokale Temperaturbelastung besser verteilt wird. Durch
die auftreffenden Elektronen wird an der Auftreffstelle die charakteristische
Röntgenstrahlung
erzeugt, die über
ein in der Figur nicht speziell dargestelltes Fenster des Gehäuses 5 aus
der Röntgenröhre austritt.
Das vorliegende Beispiel zeigt schematisch die Anordnung einer ICE- und/oder RICE-Elektrodenanordnung 7 im Bereich
der Elektronenquelle 1. Durch diese Elektrodenanordnung 7 werden
positive Ionen, die durch Stöße der Elektronen
des Elektronenstrahls 2 mit in dem Gehäuse 5 verbliebenen
Gasatomen entstehen, eingefangen und gelangen nicht zur Oberfläche der Elektronenquelle 1.
Auf der anderen Seite verbleiben derartige Ionen im Fokussierbereich
des Elektronenstrahls, so dass dort die für die Fokussierung negativen
Raumladungseffekte aufgehoben werden.
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Durch
die in der Regel relativ große
Fläche der
Elektronenquelle 1 mit der konkaven Oberfläche kann
auf eine weitere fokussierende Elektrode, bspw. eine Wehnelt-Elektrode,
verzichtet werden, da die Fokussierung bereits durch die gerichtete
Emission aus der Elektronenquelle 1 erfolgt.
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2 zeigt
ein weiteres Beispiel für
eine Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung in schematischer
Darstellung, bei der eine Drehkolbenröhre eingesetzt wird. Zur Verteilung
der thermischen Energie auf dem Röntgentarget 3 auf
einem ringförmigen Band 4 wird
in diesem Fall der Elektronenstrahl 2 über Fokussier- und Ablenkspulen 6 auf
einer ringförmigen
Bahn geführt.
Auch hier ist in dem Bereich der kalten Elekt ronenquelle 1 ein
ICE- und/oder RICE-Elektrodensystem 7 zum Einfangen der
positiven Ionen angeordnet. Dies verhindert zusätzlich den Einfluss der positiven
Ionen in dieser Region 8 vor dem Fokussierbereich auf den
Elektronenstrahl 2, so dass sich dieser ungehindert bis
zu den Fokussier- und Ablenkspulen 6 aufweiten kann. Im
sich anschließenden
Fokussierbereich 9 können
diese positiven Ionen jedoch vorteilhaft die abstoßenden Kräfte der
Elektronen im Elektronenstrahl 2 vermindern oder neutralisieren,
so dass sich dieser optimal fokussieren lässt, auch bei niedrigen Beschleunigungsspannungen
und hohen Strömen.
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3 zeigt
ein weiteres Beispiel einer Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung,
bei der das Gehäuse 5 mit
der darin angeordneten Elektronenquelle 1 sowie dem darin
angeordneten Röntgentarget 3 um
die Achse 20 rotiert. In diesem Falle ist auf einem für Strahlung
eines Lasers 19 transparenten Elektrodensubstrat 10 ein
Ring aus einem photoelektrischen Halbleitermaterial 11 aufgebracht.
Auf diesem Ring liegt wiederum der Ring aus dem Elektronen emittierenden
Material mit einem mikrostrukturierten Gate, der die kalte Elektronenquelle 1 bildet. Die
Gate-Elektrode ist dabei netzförmig
strukturiert, so dass die Emission der Elektronen in einer strukturierten
(pixelierten) Form mit Hilfe des netzförmigen Arrays von Mikro-Elektroden
erfolgen kann. Jede dieser Mikro-Elektroden wird separat über das
photoelektrische Halbleitermaterial verbunden. Dieses Halbleitermaterial
wird durch die externe Beleuchtung mit dem Laser 19 oder
einer entsprechenden LED lokal aktiviert, um freie Ladungsträger (Elektron-Loch-Paare)
zu erzeugen, die dann die elektrische Verbindung zwischen den dort
angeordneten Mikro-Elektroden und dem transparenten Elektrodensubstrat 10 herstellen,
das auf einem Gate-Steuerpotential liegt. Durch diesen Aufbau wird
die lokale Emission von Elektronen nur für die Bereiche oder Pixel aktiviert,
die sich gerade im beleuchteten Bereich befinden. Durch Änderung
des Strahlquerschnitts und der Form des eintreffenden Lichtstrahls
ist es damit möglich,
die Größe und Form
des Fokus auf der Anode 3 zu beeinflussen. Weiterhin kann
durch wech selnde Strahlablenkung auch ein so genannter Springfokus
erzeugt werden. Ein wesentlicher Vorteil dieser Anordnung besteht
darin, dass die Lichtleistung für
die Aktivierung der Mikro-Elektroden wesentlich geringer als die
Leistung ist, um den Röhrenstrom
direkt durch den photoelektrischen Effekt zu erzeugen. Durch die
Rotation des dosenförmigen
Gehäuses 5 wird
zudem die Verteilung der thermischen Energie auf dem Röntgentarget 3 auf
einem entsprechenden ringförmigen
Band 4 erreicht. Auch bei dieser Ausgestaltung ist im Bereich
der Elektronenquelle 1 eine entsprechende ICE- und/oder
RICE-Elektrodenstruktur 7 zur
Verringerung des Anteils positiver Ionen vorgesehen, durch die die
Lebensdauer der Vorrichtung erhöht
wird. 6 zeigt eine derartige Anordnung nochmals in axialer
Sicht, wobei der Ring der kalten Elektronenquelle 1, das
dosenförmige
Gehäuse 5 sowie
ein innerer und ein äußerer Ring 7 der ICE-Elektrodenstruktur
zu erkennen sind. Diese Elektrodenstruktur besteht in diesem Beispiel
aus mehreren in axialer Richtung hintereinander liegenden Paaren
von konzentrisch um die zentrale Achse 20 angeordneten
Elektrodenringen 7.
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4 zeigt
schließlich
ein weiteres Beispiel, bei dem das Gehäuse 5 bereits als
ringförmiges
Gehäuse
ausgebildet ist, das beispielsweise um einen Untersuchungsraum eines
Computer-Tomographen angeordnet
sein kann. Der rechte Teil der 4 zeigt hierbei
eine stark schematisierte Darstellung dieses Rings mit dem emittierten
Röntgenstrahl 13 und
einem an dem Ring angeordneten Detektor 14, auf den der
Röntgenstrahl 13 trifft.
Im linken Teil der Figur ist in vergrößerter Darstellung ein Schnitt
durch das ringförmige
Gehäuse 5 angedeutet,
in dem das ringförmig
umlaufende Röntgentarget 3 sowie
der strukturierte Ring der kalten Elektronenquelle 1 zu
erkennen sind. Auch in diesem Beispiel ist im Bereich der Elektronenquelle 1 die
ICE- bzw. RICE-Elektrodenstruktur 7 angeordnet. Weiterhin
ist das Fenster 12 für
die Röntgenemission
in dieser Darstellung zu erkennen. Eine derartige Vorrichtung ermöglicht die Realisierung
eines Computer-Tomographen der fünften
Generation, bei dem sowohl die Röntgenröhre als auch der
Röntgendetektor
stationär
angeordnet sind. Der umlaufende Röntgenstrahl wird durch einen
in gleicher Weise umlaufenden Elektronenstrahl 2 mittels
einer entsprechenden lokalen Ansteuerung der ringförmig umlaufenden
Elektronenquelle 1 erzeugt.
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5 zeigt
eine derartige Anordnung nochmals in axialer Sicht, wobei der Ring
der kalten Elektronenquelle 1, das ringförmige Gehäuse 5,
ein innerer Ring 7a der ICE-Elektrodenstruktur sowie ein äußerer Ring 7b der
ICE-Elektrodenstruktur zu erkennen sind. Diese Elektrodenstruktur
besteht in diesem Beispiel somit aus mehreren in axialer Richtung
hintereinander liegenden Paaren von konzentrisch um die zentrale
Achse des ringförmigen
Gehäuses 5 angeordneten
Elektrodenringen 7a, 7b.
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7 zeigt
schließlich
nochmals die Anordnung der ICE- bzw. RICE-Elektrodenstruktur 7 im
Bereich der Elektronenquelle 1. Das darunter liegende Spannungs-Weg-Diagramm
zeigt das Beschleunigungsfeld-Profil 15, das sich durch
die unterschiedlichen Potentiale der Anode (Anodenpotential 16),
der Kathode (Kathodenpotential 17) und der einzelnen Elektroden
der Elektrodenstruktur 7 ergibt. Um eine Störung des
Beschleunigungsprozesses zu vermeiden, ist diese Elektrodenstruktur 7 mit
einer bestimmten Potentialsequenz verbunden, die ein schnelles elektrisches
Wechselfeld dem linearen Anodenbeschleunigungsfeld überlagert.
Die wechselnde Komponente wischt die schweren und langsam bewegenden
positiven Ionen weg, ohne den Flug der Elektronen signifikant zu
beeinflussen. Ein passives Widerstandsnetzwerk, das zwischen den
Anoden- und Kathodenpotentialen geschaltet werden kann, kann genutzt
werden, um das erforderliche Potential für jede Elektrode des Elektrodensystems 7 abzuleiten.
Dies ist für
jeden Wert der Röhrenhochspannung
möglich.