DE102012200249B3

DE102012200249B3 - Röntgenröhre und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung für eine Röntgenröhre

Info

Publication number: DE102012200249B3
Application number: DE102012200249A
Authority: DE
Inventors: Richard Eichhorn; Christian Hoffmann; Jan Matschulla; Khanh Pham Gia
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2032-01-11
Also published as: US9269526B2; US20130177137A1; CN103198992A; CN103198992B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre (2), die ein vakuumgefülltes Gehäuse (12), eine im vakuumgefüllten Gehäuse (12) aufgenommene Anode (4) zum Erzeugen einer Röntgenstrahlung (38) basierend auf von einer Kathode (6) emittierten und von einer an die Anode (4) angelegten Hochspannung angezogenen Elektronen (34), eine von einer Außenseite (56) des Gehäuses (12) zugeführte Hochspannungsleitung (42) zum Versorgen der Anode (4) mit einem Hochspannungspotential und eine elektrische Durchführung (18) zum elektrischen Isolieren der Hochspannungsleitung (42) gegenüber dem Gehäuse (12) umfasst. In der angegebenen Röntgenröhre (2) sind die elektrische Durchführung (18) radial zwischen der Hochspannungsleitung (42) und dem Gehäuse (12) wenigstens zwei Isolationsschichten (52) umfasst, die durch einen metallischen Belag (54) voneinander getrennt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung für eine derartige Röntgenröhre.
Eine Röntgenröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Druckschrift DE 42 09 377 A1 bekannt.
In dieser Röntgenröhre ist eine elektrische Durchführung vorhanden, die zur Führung einer kathoden- und/oder anodenseitigen Hochspannungsversorgung in das geerdete Gehäuse der Röntgenröhre notwendig ist.
Die elektrische Durchführung besteht aus einem isolierenden Werkstoff der den Potentialunterschied zwischen der Hochspannungsversorgung und dem geerdeten Gehäuse der Röntgenröhre trennt, ohne dass elektrische Entladungen zwischen der Hochspannungsleitung und dem geerdeten Gehäuse über den isolierenden Werkstoff oder das Umgebungsmedium auftreten. Derartige elektrische Entladungen durch den isolierenden Werkstoff können auftreten, wenn dieser elektrisch durchschlägt, wenn also die Spannung zwischen der Hochspannungsleitung und dem geerdeten Gehäuse der Röntgenröhre größer ist, als eine durch die Durchschlagfestigkeit des isolierenden Werkstoffs bestimmte Durchschlagspannung.
Eine derartige elektrische Durchführung für eine Röntgenröhre wird beispielsweise in der DE 31 49 677 A vorgeschlagen.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2009 043 892 A1 offenbart eine Einrichtung für einen mit einer Oberflächenbeschichtung ausgerüsteten Röntgenröhrenisolator und ein Verfahren zum Zusammenbau desselben. Offenbart ist ein Isolator für eine Vakuumröhre, der ein elektrisch isolierendes Grundmaterial und eine erste antiferroelektrische Beschichtung aufweist, die auf einen ersten Abschnitt des Grundmaterials aufgetragen ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannte Röntgenröhre zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung schlägt vor, die elektrische Durchführung als axial gesteuerte Durchführung auszuführen.
Dem Vorschlag liegt die Vorüberlegung zugrunde, dass ein durch die Hochspannungsleitung geführtes Hochspannungspotential ein Gleichspannungspotential ist, das jedoch nur über vergleichsweise kurze Zeiträume zur Strahlenerzeugung in der Röntgenröhre benötigt wird. Daher wird das Hochspannungspotential auch nur für diese kurzen Zeiträume eingeschaltet, so dass das Hochspannungspotential dann mehrere Sekunden, bis hin in den Minutenbereich anliegt. Da die betrachteten Zeitintervalle sehr klein im Vergleich zu den Relaxationszeiten der verwendeten Materialen (Durchführung und Umgebungsmedien) sind, wird ein stationärer Zustand in der Isolationsschicht für eine reine Gleichspannungsbeanspruchung praktisch nicht erreicht.
Dem Vorschlag liegt daher die Idee zugrunde, die Isolationsschicht der elektrischen Durchführung nicht auf eine Gleichspannungsbeanspruchung sondern auf eine Wechselspannungsbeanspruchung beziehungsweise eine Kombination aus beiden auszulegen. Dies kann durch eine gesteuerte elektrische Durchführung erreicht werden, wobei voneinander isolierte Metallbeläge gestapelt und zylindrisch zusammengerollt werden. Wird der entstehende Zylinder um die Hochspannungsleitung gelegt, wirken die zylindrischen Metallbeläge wie Steuerbeläge um die das Hochspannungspotential führende Hochspannungsleitung, wobei sich das Potential in den einzelnen Metallbelägen aus der kapazitiven Kopplung der einzelnen Metallbeläge zueinander einstellt. Bei einem symmetrischen Aufbau würde sich dann pro Metallbelag ein gleichmäßiger Spannungsabbau ΔU ergeben.
Dieser gleichmäßige Spannungsabbau ΔU reduziert ein Spannungsgefälle, das zwischen dem geerdeten Gehäuse und der Hochvoltleitung an den Rändern einer einzigen Isolationsschicht aufgrund der bei Wechselspannungen entstehenden Oberflächenströme unverhältnismäßig hoch ansteigen kann. Dieses unverhältnismäßig hohe Spannungsgefälle könnte zu schädlichen Randentladungen und somit zur lokalen elektrischen Degradation der Isolationsschicht führen, die zu einer spürbaren Abnahme der Durchschlagfestigkeit des verwendeten Isolationsmaterials führen kann, so dass schlussendlich die gesamte elektrische Durchführung zerstört wird. Daher wird durch die Einführung wenigstens eines Metallbelages in der Isolationsschicht die an der Isolationsschicht abfallende Spannung gleichmäßiger über die unbelegte Oberfläche der Isolationsschicht verteilt, was zu einem besseren Schutz der elektrischen Durchführung vor einer Zerstörung durch einen Spannungsdurchschlag führt.
Die Erfindung gibt daher eine Röntgenröhre an, die ein vakuumgefülltes Gehäuse, eine im vakuumgefüllten Gehäuse aufgenommene Anode zum Erzeugen einer Röntgenstrahlung basierend auf von einer Kathode emittierten und von einer an die Anode angelegten Hochspannung angezogenen Elektronen, eine von einer Außenseite des Gehäuses zugeführte Hochspannungsleitung zum Versorgen der Anode mit einem Hochspannungspotential und eine elektrische Durchführung zum elektrischen Isolieren der Hochspannungsleitung gegenüber dem Gehäuse umfasst. Erfindungsgemäß umfasst die elektrische Durchführung radial zwischen der Hochspannungsleitung und dem Gehäuse wenigstens zwei Isolationsschichten, die durch einen metallischen Belag voneinander getrennt sind.
Durch den metallischen Belag kann die elektrische Durchführung mit den Isolationsschichten wirksam vor Spannungsdurchschlägen und damit die Röntgenröhre vor Beschädigungen geschützt werden, was die Zuverlässigkeit der Röntgenröhre steigert und Kosten zur Wartung der Röntgenröhre senkt.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Isolationsschichten aus Sicht der Hochspannungsleitung eine axiale Länge auf, die radial von der Hochspannspannungsleitung aus zum Gehäuse hin abnimmt. Der Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass hohe Feldstärken an einer Grenzfläche zwischen der Isolationsschicht und einem Umgebungsmedium zu Spannungsüberschlägen führen können. Derartige Spannungsüberschläge können durch ausreichend große Kriechstrecken vermieden werden. Derartige Spannungsüberschläge an der zuvor genannten Grenzfläche können bei Spannungen zwischen dem geerdeten Gehäuse und der Hochspannungsleitung entstehen, die deutlich niedriger sind, als die Durchschlagsspannung des in der elektrischen Durchführung verwendeten Isoliermaterials. Um die zuvor genannten Spannungsüberschläge wirksam zu vermeiden, schlägt die Erfindung vor, die Feldstärke entlang der Kriechstrecke zu homogenisieren. Dadurch werden hohe Feldstärken vermieden und somit die Einsetzspannungen von Entladungen erhöht, wodurch der Kriechweg verringert werden kann.
Die Verringerung dieses Weges kann dadurch erreicht werden, dass sich die einzelnen Isolationsschichten auf dem radialen Weg von der Hochspannungsleitung zum geerdeten Gehäuse hin axial verkleinern. Überraschender Weise vereinfacht diese Weiterbildung auch die Herstellung der elektrischen Durchführung, da herkömmliche einstückig ausgebildete Isolierschichten äußerst komplexe Strukturen oder Geometrien aufweisen, um die oben genannte Kriechstrecke zu minimieren, was zu voluminösen und kostenintensiven Lösungen bei der Herstellung der elektrischen Durchführungen für Röntgenröhren führt. Daher spart die Weiterbildung zudem auch Bauraum und Kosten bei der Herstellung der angegebenen Röntgenröhre.
In einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung ist der metallische Belag zwischen den Isolationsschichten vollständig eingebettet.
In einer anderen Weiterbildung ist das ein Material der Isolationsschicht anorganisch. Dieser Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass die elektrische Durchführung neben dem Schutz vor Spannungsüberschlägen das Gehäuse der Röntgenröhre vakuumdicht verschließt. Daher ist ein Teil des Materials der Isolationsschicht dem Vakuum der Röntgenröhre ausgesetzt, weshalb es hochvakuumtauglich sein muss. Das heißt, dass das Material der Isolationsschicht nicht ausgasen darf, damit sich die Qualität des Vakuums nicht verringert. Ferner liegt der Weiterbildung die Überlegung zugrunde, dass bei der Montage der Röntgenröhre Schweiß- und Ausheizprozesse zum Einsatz kommen, durch die die elektrische Durchführung Temperaturen bis zu 600°C ausgesetzt sein kann. Diesen hohen Temperaturen muss das Material der Isolationsschicht unbeeinträchtigt widerstehen. Diesen Anforderungen werden in der Regel nur anorganische Werkstoffe gerecht.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das anorganische Material der Isolationsschicht einen Keramikisolierstoff. Keramikisolierstoffe lassen sich in einfacher Weise mit der Low Temperature Cofired Ceramics Technologie, LTCC Technologie genannt, herstellen.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der den Keramikisolierstoff umfassenden Isolationsschicht ein Glasanteil beigemischt, der es erlaubt, den Verbund aus dem metallischen Belag und dem Keramikisolierwerkstoff in einem Sinterprozess bei geringen Temperaturen von unter 1000°C zu verfestigen und dennoch dicht zu sintern. Dadurch wird mit einem vergleichsweise geringen Energieaufwand eine hochfeste Verbindung zwischen den Isolationsschichten und dem metallischen Belag erreicht.
In einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das anorganische Material der Isolationsschicht einen Glasisolierstoff. Isolationsschichten mit einem Glasisolierstoff können zum Aufbringen des metallischen Belags lokal durch Aufbringen einer Metallfolie oder einer Metall-Schicht metallisiert und bei Temperaturen, die höher liegen, als die Glas-Transformationstemperatur plastisch verformt werden. Somit lässt sich die elektrische Durchführung in einem Warmwicklungsprozess auf einen Träger wickeln und anschließend zusammenschmelzen.
In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung weisen ein Material der Isolationsschichten und ein Material des metallischen Belags einen gleichen Ausdehnungskoeffizienten auf. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass durch große Temperaturhübe bei der Herstellung der Röntgenröhre und bei ihrem Einsatz Beschädigungen und damit Störstellen auftreten, die die Durchschlagsfestigkeit der elektrischen Durchführung reduzieren. Insbesondere bei der Verwendung von keramischen Werkstoffen als Isolationsmaterial in den Isolationsschichten ist darauf zu achten, dass im metallischen Belag keine Inhomogenitäten wie metallische Spitzen und in den Isolationsschichten selbst keine Fehlstellen wie Poren auftreten. Durch ungleiche Ausdehnungskoeffizienten könnten jedoch durch Wärmearbeit in der elektrischen Durchführung Verspannungen entstehen, die die Entstehung genau dieser Inhomogenitäten und Fehlstellen im metallischen Belag beziehungsweise in den Isolationsschichten begünstigen.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung umfasst die Röntgenröhre einen Dichtungsring zwischen dem Gehäuse und der Isolationsvorrichtung, der einen Spalt zwischen dem Gehäuse und der Isolationsvorrichtung vakuumdicht verschließt. Durch den Dichtungsring kann ein Eintritt von Luft in das Gehäuse und damit eine Zerstörung des Vakuums vermieden werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Dichtungsring aus einer Legierung hergestellt, die Nickel und Eisen umfasst. Diese Legierungen, die zusätzlich noch Kobalt und/oder Chrom enthalten können, sind unter dem handelsüblichen Namen Vacon bekannt und einfach zu beschaffen.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Hochspannungsleitung isoliert in einem metallischen Zylinder geführt. Dieser metallische Zylinder kann bereits mit der elektrischen Durchführung vorgefertigt werden, so dass sich ein Dichtungsring zwischen der elektrischen Durchführung und der Hochspannungsleitung einsparen lässt. Dies ist beispielsweise besonders günstig mit einer Isolationsschicht realisierbar, die aus einem folienartig ausgebildeten Glasisolator hergestellt ist, da sich dieser wie bereits erwähnt auf einfache Weise um einen Träger wickeln lässt, wobei dieser Träger nun der die Hochspannungsleitung führende metallische Zylinder selbst ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Material des metallischen Zylinders ein metallisiertes Glas. Auf diese Weise kann der metallische Zylinder einstückig mit der elektrischen Durchführung ausgebildet werden, wobei die Einbettung der Hochspannungsleitung in den metallischen Zylinder ebenfalls bei der Herstellung der elektrischen Durchführung erfolgen kann.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine der Isolationsschichten auf den metallischen Zylinder angeglast, so dass der metallische Zylinder getrennt von der elektrischen Durchführung hergestellt werden kann, wobei dennoch eine vakuumdichte Verbindung zwischen dem metallischen Zylinder und der elektrischen Durchführung erreicht werden kann, so dass sich der entsprechende Dichtungsring einsparen lässt.
Die Erfindung gibt auch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung für eine angegebene Röntgenröhre an, das die Schritte Bedrucken einer keramischen Grünfolie mit einem metallischen Belag, Stapeln einer weiteren keramischen Grünfolie auf die bedruckte Seite der bedruckten keramischen Grünfolie, Rollen der gestapelten keramischen Grünfolien zu einem Zylinder und Erwärmen der gerollten und gestapelten keramischen Grünfolien umfasst. Auf diese Weise ist die elektrische Durchführung der angegebenen Röntgenröhre mit hochvakuumtauglichen und temperaturresistenten Materialien herstellbar. Neben Einsparungen des für die elektrische Durchführung benötigten Bauraums lässt sich so auch die Wahrscheinlichkeit von Entladungseffekten an den Grenzschichten der elektrischen Durchführung während ihres Einsatzes in der Röntgenröhre senken, da die hohen elektrischen Feldstärken gezielt vermieden werden können.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Beimischen von Glas in die keramischen Grünfolien, was es ermöglicht, den Schritt Erwärmen der gerollten und gestapelten keramischen Grünfolien mit geringeren Temperaturen durchführen, da sich so die keramischen Grünfolien bei geringeren Temperaturen verfestigen.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird die keramische Grünfolie mit einem beidseitigen Rand zur Rollrichtung mit dem metallischen Belag bedruckt.
In einer zusätzlichen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Aufbringen eines keramischen Isolationsmaterials auf den beidseitigen Rand, so dass der metallische Belag dicht zwischen den Isolationsschichten eingebettet ist, was vermeidet, dass sich zwischen den Isolationsschichten und dem metallischen Belag Fremdkörper ansammeln können, die zu einem Ablösen der Isolationsschichten voneinander und somit zu einer Beschädigung der elektrischen Durchführung führen können.
Weiterbildungen des Herstellungsverfahrens können Schritte sein, die die Merkmale der angegebenen Röntgenröhre und insbesondere ihrer elektrischen Durchführung gemäß den Unteransprüchen sinngemäß realisieren.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:
1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Röntgenröhre,
2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften elektrischen Durchführung der Röntgenröhre aus 1,
3 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung der beispielhaften elektrischen Durchführung aus 2,
4 eine schematische Darstellung der elektrischen Durchführung aus 3 im Schnitt,
5 ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Durchführung der 3,
6 eine schematische Darstellung einer mit dem Verfahren aus 5 hergestellten elektrischen Durchführung,
7 eine schematische Darstellung einer mit dem Verfahren aus 5 hergestellten alternativen elektrischen Durchführung und
8 eine schematische Darstellung einer beispielhaften elektrischen Durchführung mit Dimensionsangaben.
In der nachstehenden Beschreibung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.
Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung einer beispielhaften Röntgenröhre 2 zeigt.
Die Röntgenröhre 2 ist in der vorliegenden Ausführung als Drehanoden-Röntgenröhre ausgebildet und weist demgemäß einen Anodenteller 4, eine Glühkathode 6 und einen Motor 8 zum Antrieb des Anodentellers 4 auf.
Der Motor 8 kann als Kurzschlußläufer ausgebildet sein und einen drehfest mit dem Anodenteller 4 verbundenen Rotor 10 und einen im Bereich des Rotors 10 auf ein Vakuumgehäuse 12 aufgesetzten Stator 14 aufweisen.
Der Anodenteller 4 und der Rotor 10 sind an einer ersten in das Vakuumgehäuse 12 der Röntgenröhre 2 vakuumdicht eingesetzten elektrischen Durchführung 18 drehbar gelagert angebracht, durch die ein erstes Hochspannungskabel 20 geführt ist, dass den Anodendrehteller 4 auf ein Hochspannungspotential setzt. Auf die erste elektrische Durchführung 18 wird an späterer Stelle näher eingegangen. Ferner sind der Anodenteller 4 und der Rotor 10 sind in Bezug auf eine Mittelachse 22 der Röntgenröhre 2 rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei die Mittelachse 22 zugleich die Drehachse des Anodentellers 4 und des Rotors 10 ist.
Das Vakuumgehäuse 12 ist als Metallgehäuse ausgeführt und weist einen Masseanschluss 16 auf, über den das Vakuumgehäuse 12 beispielsweise geerdet oder auf ein anderes Referenzpotential gelegt werden kann. Es ist aus einem trichterförmigen metallischen Gehäuseteil 24, einem scheibenförmigen metallischen Gehäuseteil 26 und einem zylinderrohrförmigen Gehäuseteil 28 zusammengesetzt. In das zylinderrohrförmige, den kleineren Durchmesser aufweisende Ende des in Bezug auf die Mittelachse 22 wenigstens im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten trichterförmigen Gehäuseteiles 24 ist die erste elektrische Durchführung 18 eingesetzt. Der Stator 14 ist auf ein erstes Ende des trichterförmigen metallischen Gehäuseteiles 24 aufgesetzt. Das dem ersten Ende gegenüberliegende und den größeren Durchmesser aufweisende zweite Ende des trichterförmigen metallischen Gehäuseteiles 24 ist mittels des scheibenförmigen Gehäuseteiles 26 verschlossen, wobei beide durch Löten vakuumdicht miteinander verbunden sein können. Das scheibenförmige metallische Gehäuseteil 26 weist eine exzentrisch angeordnete Öffnung auf, entlang deren Rand es mit dem rohrförmigen metallischen Gehäuseteil 28 beispielsweise durch Löten vakuumdicht verbunden ist. In das rohrförmige metallische Gehäuseteil 28 ist eine zweite elektrische Durchführung 30 vakuumdicht eingesetzt, das die Glühkathode 6 trägt, die in dem Fokussierungsschlitz eines schematisch angedeuteten Kathodenbechers 32 aufgenommen ist. Auf die zweite elektrische Durchführung 32 wird an späterer Stelle gemeinsam mit der ersten elektrischen Durchführung 18 näher eingegangen.
Im Betrieb der Röntgenstrahlröhre 2 trifft ein von der Glühkathode 6 ausgehender Elektronenstrahl 34 auf eine kegelstumpfförmige Auftrefffläche 36 des Anodentellers 4 auf. Vom Auftreffpunkt geht ein Röntgenstrahlenbündel aus, von dem in der 1 nur ein Zentralstrahl 38 angedeutet ist. Das Röntgenstrahlenbündel tritt durch ein in dem Vakuumgehäuse 12 vorgesehenes Strahlenaustrittsfenster 40.
Zur elektrischen Energieversorgung der Glühkathode 6 weist die Röntgenröhre 2 ferner ein zweites Hochspannungskabel 42 auf, das einen ersten Anschlussdraht 44 und einen zweiten Anschlussdraht 46 für die Glühkathode 6 umfasst, und das vakuumdicht durch die zweite elektrische Durchführung ins Innere der Röntgenröhre geführt ist.
Im ersten Hochspannungskabel 20 ist ferner ein dritter Anschlussdraht 48 geführt, der das Hochspannungspotential für den Anodenteller 4 führt und zu einem metallischen Zylinder 50 führt, der durch die erste elektrische Durchführung 18 geführt ist. Das entsprechend negative Hochspannungspotential zum Aufbauen einer Hochspannung vom Anodenteller 4 zur Glühkathode 6 kann an den ersten und/oder zweiten Anschlussdraht 44, 46 angelegt werden. Im Betrieb der Röntgenröhre 2 wird damit dem ersten und zweiten Anschlussdraht 44, 46 eine Heizspannung für die Glühkathode 4 angelegt, während eine Hochspannung zwischen dem dritten und beispielsweise zweiten Anschlussdraht 46, 48 angelegt werden kann.
Es wird auf 2 Bezug genommen, die beispielhaft die erste elektrische Durchführung 18 der beiden elektrischen Durchführungen 18, 30 der Röntgenröhre 2 aus 1 zeigt.
Die elektrische Durchführung 18 weist sechs Isolationsschichten 52 auf, die jeweils durch einen metallischen Belag 54 voneinander getrennt sind. Die elektrische Durchführung 18 umgibt auf einer ersten Seite aus Sicht des Vakuumgehäuses 12 ein erstes Umgebungsmedium 56 und auf einer zweiten Seite aus Sicht des Vakuumgehäuses 12 ein zweites Umgebungsmedium 58. Das erste Umgebungsmedium 56 kann dabei ein Öl zur Kühlung der Röntgenröhre 2 sein, während das zweite Umgebungsmedium 58 ein Vakuum ist.
Während das Vakuumgehäuse 12 durch seine Erdung auf einem Potential Φ₁ = 0 liegt, liegt der durch den metallischen Zylinder 50 geführte dritte Anschlussdraht 48 auf einem Hochspannungspotential und verursacht somit einen hohen Spannungsabfall vom dritten Anschlussdraht 48 zum Vakuumgehäuse 12. Die erste elektrische Durchführung 18 ist notwendig, um das erste Hochspannungskabel 20 durch das auf Masse 16 gelegte Vakuumgehäuse 12 zu führen, ohne dass an der Durchführstelle aufgrund dieses hohen Spannungsabfalls elektrische Entladungen oder gar elektrische Durchschläge auftreten. Dazu muss die elektrische Festigkeit der gesamten elektrischen Durchführung 18 größer sein, als die durch den hohen Spannungsabfall zwischen dem Vakuumgehäuse 12 und dem Hochspannungskabel 20 auftretende innere elektrische Feldstärke 60. Neben der inneren elektrischen Feldstärke 60 treten jedoch auch hohe seitliche elektrische Feldstärken 62 an der Grenzfläche zwischen der Oberfläche der Isolierschichten 52 und dem Umgebungsmedium 56, 58 auf, die ebenfalls zu elektrischen Entladungen oder gar zu elektrischen Durchschlägen führen können. Um diese elektrischen Entladungen zu vermeiden, muss zwischen dem Vakuumgehäuse 12 und dem Hochspannungskabel 20 eine ausreichend große Kriechstrecke, das heißt ein minimaler Weg entlang der Oberfläche der Isolationsschichten 52 zwischen dem Vakuumgehäuse 12 und dem Hochspannungskabel 20 vorhanden sein. Elektrische Entladungen aufgrund der seitlichen elektrischen Feldstärke 62 können bereits auftreten, wenn die innere elektrische Feldstärke 60 noch deutlich unterhalb der elektrischen Festigkeit der elektrischen Durchführung 18 liegt.
Durch die Trennung der Isolationsschichten 52 mit den metallischen Belägen 54 ergibt sich bei einem symmetrischen Aufbau der Isolationsschichten ein gleichmäßiger Spannungsabbau 63 vom Hochspannungskabel 20 zum Vakuumgehäuse 12 hin. Das heißt, dass die einzelnen metallischen Beläge 54 wie Kapazitäten 66 in der elektrischen Durchführung 18 wirken, die in der elektrischen Durchführung 18 in Reihe geschaltet sind. Bei transienten Strömen lassen diese Kapazitäten 66 eine Oberflächenstromentwicklung an definierten Stellen in der elektrischen Durchführung 18 zu und ermöglichen so den gleichmäßigen Spannungsabbau 63 innerhalb der elektrischen Durchführung 18. Wird an das Hochspannungskabel 20 ein transientes Hochspannungspotential, beispielsweise beim Einschalten einer Gleichspannung zwischen dem Anodenteller 4 und der Glühkathode 6 angelegt, so wirkt in der elektrischen Durchführung 18 daher die kapazitive Steuerung durch die metallischen Beläge, während in einem stationären Langzeitbetrieb, bei dem sich das Hochspannungspotential auf dem Hochspannungskabel 20 nicht ändert, die resistive Feldsteuerung durch die Isolationsmaterialen zum Tragen kommt.
Die voneinander durch metallische Beläge 54 getrennten Isolationsschichten 52 weisen untereinander einen definierten Längenunterschied 64 auf, von denen in 2 der Übersichtlichkeit halber nur zwei mit einem Referenzzeichen versehen sind. Dieser definierte Längenunterschied vergrößert die Kriechstrecke und hilft die elektrische Festigkeit der elektrischen Durchführung 18 gegenüber der seitlichen elektrischen Feldstärke 62 zu erhöhen.
Es wird auf 3 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung einer Weiterbildung der beispielhaften elektrischen Durchführung 18 aus 2 zeigt.
In 3 ist ein Aufbau der elektrischen Durchführung 18 gezeigt, die einen hochvakuumtauglichen Einbau in der Röntgenröhre 2 der 1 zulässt.
Die verwendeten Isoliermaterialen der Isolationsschichten 52 dürfen nicht ausgasen, damit sie die Qualität des zweiten Umgebungsmediums 58, also des Vakuums nicht verringern. Zudem ist zu gewährleisten, dass die Isolationsschichten 52 bei der Montage der elektrischen Durchführung 18 an das Vakuumgehäuse 12 in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt werden, was heißt, dass die Isolationsschichten 52 Schweiß- und Ausheizprozessen mit Temperaturen von bis zu 600°C standhalten sollten. Aus diesem Grund ist als Material für die Isolationsschichten 52 der elektrischen Durchführung 18 der 3 ein keramisches Material besonders günstig.
Die in 3 gezeigte elektrische Durchführung 18 auf Basis eines keramischen Materials wird basierend auf einem keramischen Multilayer-Prozess, wie beispielsweise dem Low-Temperature-Corified-Ceramics-Prozess, nachstehend LTCC-Prozess genannt, hergestellt. In diesem Prozess werden zunächst die metallischen Beläge 54 auf eine keramische Grünfolie mittels einer Drucktechnik aufgebracht, die später die einzelnen Isolationsschichten 52 realisiert. Die keramischen Grünfolien mit den aufgebrachten metallischen Belägen 54 werden dann gestapelt und durch Warmpressen zu einem Multilayer-Verbund laminiert.
Bei der Herstellung der elektrischen Durchführung 18 sollte darauf geachtet werden, dass in den metallischen Belägen 54 möglichst wenig Inhomogenitäten, wie beispielsweise metallische Spitzen und in den Isolationsschichten 52 möglichst wenig Fehlstellen, wie beispielsweise Poren auftreten. Ferner sollten aufgrund der hohen Temperaturbeanspruchung der elektrischen Durchführung 18 beim Einbau in die Röntgenröhre 2 für die metallischen Beläge 54 und die Isolationsschichten 52 Materialien gewählt werden, die im Wesentlichen einen gleichen Ausdehnungskoeffizient besitzen, so dass Dellaminationen und Risse durch die hohen Temperaturwechsel, die auch während des Betriebes der Röntgenröhre 2 auftreten können, vermieden werden.
Die metallischen Beläge 54 sind in der vorliegenden Ausführung geschlossen realisiert. Die Einbettung der Ränder der metallischen Beläge 54 kann bei der Herstellung der elektrischen Durchführung 18 erfolgen, wobei an den Rändern der metallischen Beläge 54 entsprechend Material für die Isolationsschichten 52 berücksichtigt wird. In besonders günstiger Weise kann dabei eine lange, dünne keramische Grünfolie metallisiert und diese im Ganzen gewickelt werden. Dabei kann die Wicklung nach einem festen Schema erfolgen, so dass eine bestimmte Anzahl an keramischen Schichten für eine Isolationsschicht 52 gewickelt wird bevor eine bestimmte Anzahl an Metallfolienschichten für einen metallischen Belag 54 gewickelt wird. Danach wird das Schema wiederholt. Auf diese Weise wird der Einfluss der sich überlappenden metallischen Beläge 54 reduziert, deren radiale Stärke größenmäßig klein gegenüber der radialen Stärke einer Isolationsschicht 52 sein sollte.
Der so vorbreitete Stapel aus den Isolationsschichten 52 und den metallischen Belägen 54 kann abschließend zu seiner zylindrischen Form gerollt und durch einen Sinterprozess verfestigt werden. Auf diese Weise wird eine hochfeste Verbindung zwischen den metallisierten keramischen Grünfolien, und damit zwischen den Isolationsschichten 52 und den metallischen Belägen 54 erzeugt.
Durch eine Beimischung eines vergleichsweise geringen Glasanteils in die keramische Grünfolie kann der Metall-Keramik-Verbund in einem Sinterprozess bei vergleichsweise geringeren Temperaturen erfolgen, so dass die elektrische Durchführung bereits bei weniger als 1000°C schon dicht gesintert werden kann.
Abschließend können die axialen Ränder elektrischen Durchführung einseitig oder zweiseitig angeschliffen werden, damit sich der in einer der 1 bis 3 gezeigte Aufbau für die keramische Durchführung ergibt.
In Anschluss daran kann die elektrische Durchführung 18 in der Röntgenröhre 2 verbaut werden.
Dazu wird eine Metallisierung 68 auf den Umfang der äußersten und innersten Isolationsschicht 52 der elektrischen Durchführung 18 aufgebracht. Zwischen diesen Metallisierungen 68 und entsprechend dem Vakuumgehäuse 12 und dem Hochspannungskabel 20 wird abschließend je ein vakuumdichter Ring 70 verschweißt, so dass der Innenraum des Vakuumgehäuses 12 an der elektrischen Durchführung 18 vakuumdicht verschlossen ist.
Es wird auf 4 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung der elektrischen Durchführung 18 aus 3 im Schnitt zeigt.
Wie aus 4 zu sehen, können durch die elektrische Durchführung 18 auch mehrere Anschlussdrähte 48 zum Führen des Hochspannungspotentials für den Anodendrehteller 4 angeordnet sein.
Es wird auf 5 Bezug genommen, die ein alternatives Verfahren zur Herstellung der elektrischen Durchführung 18 der 3 zeigt.
Bei diesem Verfahren wird als Material für die Isolationsschichten 52 Glas verwendet, dass die selben bereits genannten Anforderungen hinsichtlich Vakuumtauglichkeit und Temperaturfestigkeit erfüllt, die für den Einbau der elektrischen Durchführung in die Röntgenröhre 2 notwendig sind.
Bei diesem Verfahren wird prinzipiell eine isolierende Glasfolie 72 lokal mit dem metallischen Belag 54 versehen. Die so metallisierte Glasfolie 72 kann dann bei Temperaturen oberhalb der Glas-Transformationstemperatur plastisch verformt werden. Für metallischen Belag 54 kann eine Metallfolie oder auch eine direkt aufgebrachte Metallschicht verwendet werden.
Als Material für die Glasfolie 72 kommen Gläser mit einer hohen Durchschlagfestigkeit zur Anwendung. Dies sind zum Beispiel alkalifreie Aluminoborosilikat-Gläser, die beispielsweise von der Firma Schott unter dem Handelsnamen AF 45 oder AF 32 vertrieben werden. Die Glasfolie 72 zeigt dann aufgrund des Volumeneffekts bei einer angelegten Wechselspannung eine Durchschlagfestigkeit von bis zu 30 kV/mm. Wird an die Glasfolie 72 eine Gleichspannungen angelegt, so kann die zwei- bis dreifache Durchschlagfestigkeit erreicht werden.
Wie in 5 gezeigt, werden die metallischen Beläge 54 direkt auf die Glasfolie 72 aufgebracht. An den gezeigten metallischen Belägen 54 ist die Längenänderung 64 der Schichten der elektrischen Durchführung 18 gut erkennbar. Dabei sind die metallischen Beläge 54 dünne Schichten mit Schichtdicken zwischen 100 nm und 1 μm. Werden die Metallisierungen 68 direkt auf die Glasfolie 72 aufgebracht, bieten sich für eine gute Haftung des Metalls an der Glasfolie 72 Verfahren wie Siebdrucken, Galvanisieren, Sputtern, Aufdampfen oder das Auftragen eines Sol-Gels an. Eine direkt auf die Glasfolie 72 aufgebrachte Metallfolie kann mit einem Bindemittel wie Wasser fixiert werden.
Bevor oder nachdem die Glasfolie 72 mit den metallischen Belägen 54 versehen ist, wird sie auf eine Temperatur oberhalb ihrer Verformungstemperatur erwärmt und um den metallischen Zylinder 50 des Hochspannungskabels 42 in der in 3 gezeigten Richtung 74 gerollt. Prinzipiell kann die Glasfolie 72 zunächst um jeden beliebigen Träger gerollt und zur elektrischen Durchführung 18 hergestellt werden, jedoch kann durch das Aufrollen der Glasfolie 72 und das Anglasen dieser direkt auf dem metallischen Zylinder 50 der vakuumdichte Ring 70 zwischen dem metallischen Zylinder 50 und der elektrischen Durchführung 18 weggelassen werden. Wird der metallische Zylinder 50 aus einem metallisierten Glaszylinder hergestellt, so kann die gesamte Konstruktion aus dem Hochspannungskabel 42 und der elektrischen Durchführung aus einem einzigen Glaskörper hergestellt werden.
Durch das Aufrollen der Glasfolie 72 auf den metallischen Zylinder 50 ist es technisch ungünstig, die metallischen Beläge 54, wie in 4 gezeigt, geschlossen auszuführen. Technisch am günstigsten sind entweder eine offene Struktur gemäß 6 oder eine überlappende Struktur gemäß 7 umzusetzen, auf die an späterer Stelle näher eingegangen wird.
Die Ränder der metallischen Beläge 54 werden beim Aufrollen vollständig in Glasfolie 72 eingebettet. Dazu wird neben den metallischen Belägen 54 ein zusätzlicher Folienrand aus Glas berücksichtigt, der später mit zusammengeschmolzen wird.
Abschließend wird die Glasfolie 72 zusammengeschmolzen, so dass die metallischen Beläge 54 schlussendlich in einem die Isolationsschichten 52 realisierenden Glaskörper liegen, der die metallischen Beläge 54 hochspannungsfest und vakuumdicht umschließt.
Der Rand des Glaskörpers weist so einen unmetallisierten Rand auf, der nach dem Wickeln und Schmelzen noch einmal separat beispielsweise durch Schmelzen thermisch verformt werden kann, um die abgeschrägten axialen Ränder der elektrischen Durchführung 18 gemäß einer der 1 bis 3 zu realisieren. Alternativ kann der Glaskörper in der elektrischen Durchführung aber auch rechteckig ausgeführt werden, also mit immer mehr sich axial an die metallischen Beläge 54 anschließender Isolierung. Dies nimmt zwar mehr Bauraum ein, verringert jedoch die elektrischen Feldstärken an der Grenzschicht weiter.
Es wird auf 6 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung einer mit dem Verfahren aus 5 hergestellten elektrischen Durchführung 18 zeigt, bei der die metallischen Beläge 54 als offene Strukturen ausgebildet sind.
Bei der offenen Struktur werden die metallischen Beläge 54 mit einem offenen Spalt 76 aufeinander aufgewickelt. Die offenen Spalte 76 sollten eine möglichst geringe Breite aufweisen und versetzt zueinander angeordnet sein.
Die versetzte Anordnung der offenen Spalte 76 in der offenen Struktur bietet den Vorteil, dass nur geringe Inmhomogenitäten in der elektrischen Durchführung 18 entstehen.
Es wird auf 7 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung einer mit dem Verfahren aus 5 hergestellten elektrischen Durchführung 18 zeigt, bei der die metallischen Beläge 54 als überlappende Strukturen ausgebildet sind.
Bei der überlappenden Struktur werden die metallischen Beläge 54 mit einem überlappenden Bereich 78 aufeinander aufgewickelt, das heißt, dass die Länge jeder Metallisierung 68 in Aufrollrichtung 74 länger ist, als der entsprechende Umfang der elektrischen Durchführung 18 in diesem Herstellungsstadium. Hier ist jedoch ein zusätzlicher Isolationsbedarf durch die Kanten der entsprechenden metallischen Beläge 54 gegeben.
Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass die Isolationsschicht 52 radial viel dicker (beispielsweise um den Faktor 3) ist, als zwei die radiale Stärke der Überlappung aus zwei metallischen Beläge 54.
Geschlossene metallische Beläge 54 in der elektrischen Durchführung 18 können hergestellt werden, in dem eine geschlossene Metallschicht auf die Oberfläche einer einzelnen aufgewickelten Glasfolie 72 aufgebracht wird. Anschließend wird die nächste Glasfolie 72 auf diese geschlossene Metallschicht gewickelt, so dass die gesamte elektrische Durchführung 18 mit geschlossenen metallischen Belägen 54 hergestellt werden könnte.
Es wird auf 8 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung einer beispielhaften elektrischen Durchführung 18 mit Dimensionsangaben zeigt.
In dem dimensionierten Beispiel wurde als Isoliermaterial für die Isolationsschichten 52 eine Glasfolie 72 gewählt, die mittels eines der zuvor beschriebenen Warmwickelprozesse zur elektrischen Durchführung 18 aufgewickelt wurde. Die elektrische Durchführung 18 wurde direkt auf den metallischen Zylinder 50 aufgewickelt, so dass ein gesonderter vakuumdichter Ring 70 zwischen dem metallischen Zylinder 50 und der elektrischen Durchführung obsolet ist.
Der Radius 80 des Hochspannungskabels 20 beträgt dabei 16,5 mm. Die metallischen Beläge 54 sind mit einer offenen Struktur in der elektrischen Durchführung 18 gewickelt, wobei die offenen Spalte 76 jeweils eine Breite von 200 μm aufweisen und versetzt zueinander angeordnet sind.
Die elektrische Durchführung 18 weist in der Summe 18 Isolationsschichten 52 auf, wobei in 8 der Übersichtlichkeit halber nur 7 Isolationsschichten dargestellt sind. Die gesamte radiale Höhe 81 der elektrischen Durchführung 18 beträgt 7 mm. Auf diese Weise ergibt sich für die gesamte elektrische Durchführung ein Durchmesser 84 von 47 mm.
Die radial unterste Isolationsschicht 52 weist eine Länge 82 von 65 mm auf. Über die einzelnen Isolationsschichten 52 nimmt diese Länge 86 bis zur radial obersten Isolationsschicht 52 auf 11 mm ab. Vakuumseitig 58 nimmt die Länge der Isolationsschichten mit einer Längenänderung 88 von 2 mm ab, während auf der Ölseite 56 die Länge der Isolationsschichten mit einer Längenänderung 90 von 1 mm abnimmt.
Die relative Permittivität der einzelnen aus Glasfolie hergestellten Isolationsschichten 52 beträgt 6. Aufgrund des Volumeneffekts ist die elektrische Festigkeit der einzelnen vergleichsweise dünnen Isolationsschichten 52 sehr hoch, so dass an die einzelnen Isolationsschichten elektrische Feldstärken mit bis zu 30 kV / mm sicher angelegt werden können. Durch die Verwendung vieler dünner Glasfolien wird damit eine hohe elektrische Festigkeit der gesamten elektrischen Durchführung 18 erreicht.
Zur Vermeidung von ungewollten Entladungen an der Oberfläche der elektrischen Durchführung 18 sollte die maximale Axialfeldstärke berücksichtigt werden, die anhand der Einsetzspannungen in den jeweiligen Umgebungsmedien berechnet werden kann. Für Vakuum kann auf einen Erfahrungswert der zulässigen Axialfeldstärke von 3 kV/mm zurückgegriffen werden. Für Öl kann auf einen Erfahrungswert der zulässigen Axialfeldstärke von 6 kV/mm zurückgegriffen werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Hochspannungskabel 42 somit ein elektrisches Potential von 108 kV führen, so dass über jeder der 18 Isolationsschichten eine Spannungsdifferenz von 6 kV abfällt, die aufgrund der Längenänderung 88 von 2 mm auf der Vakuumseite 58 als auch aufgrund der Längenänderung 90 von 1 mm auf der Ölseite 58 nicht zu einer ungewollten Entladung zwischen den einzelnen metallischen Belägen 54 der Isolationsschichten 52 führt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch diese Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2: Röntgenröhre
4: Anodenteller
6: Glühkathode
8: Motor
10: Rotor
12: Vakuumgehäuse
14: Stator
16: Masseanschluss
18: elektrische Durchführung
20: Hochspannungskabel
22: Mittelachse
24: Gehäuseteil
26: Gehäuseteil
28: Gehäuseteil
30: elektrische Durchführung
34: Elektronenstrahl
36: Auftrefffläche
38: Zentralstrahl
40: Strahlenaustrittsfenster
42: Hochspannungskabel
44: Anschlussdraht
46: Anschlussdraht
48: Anschlussdraht
50: metallischer Zylinder
52: Isolationsschicht
54: metallischer Belag
56: Umgebungsmedium
58: Umgebungsmedium
60: elektrische Feldstärke
62: elektrische Feldstärke
63: Spannung
64: Länge
66: Kapazität
68: Metallisierung
70: vakuumdichter Ring
72: Glasfolie
74: Richtung
76: Spalt
78: überlappender Bereich
80: Radius
81: Höhe
82: Länge
84: Durchmesser
86: Länge
88: Längenänderung
90: Längenänderung

Claims

Röntgenröhre (2) umfassend ein vakuumgefülltes Gehäuse (12), eine im vakuumgefüllten Gehäuse (12) aufgenommene Anode (4) zum Erzeugen einer Röntgenstrahlung (38) basierend auf von einer Kathode (6) emittierten und von einer an die Anode (4) angelegten Hochspannung angezogenen Elektronen (34), eine von einer Außenseite (56) des Gehäuses (12) zugeführte Hochspannungsleitung (42) zum Versorgen der Anode (4) mit einem Hochspannungspotential und eine elektrische Durchführung (18) zum elektrischen Isolieren der Hochspannungsleitung (42) gegenüber dem Gehäuse (12), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Durchführung (18) radial zwischen der Hochspannungsleitung (42) und dem Gehäuse (12) wenigstens zwei Isolationsschichten (52) umfasst, die durch einen metallischen Belag (54) voneinander getrennt sind.
Röntgenröhre (2) nach Anspruch 1, wobei die Isolationsschichten (52) aus Sicht der Hochspannungsleitung (42) eine axiale Länge (82, 84) aufweisen, die radial von der Hochspannspannungsleitung (42) aus zum Gehäuse (12) hin abnimmt.
Röntgenröhre (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der metallische Belag (54) zwischen den Isolationsschichten (52) eingebettet ist.
Röntgenröhre (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Material jeder Isolationsschicht (52) anorganisch ist.
Röntgenröhre (2) nach Anspruch 4, wobei das anorganische Material einen Glas- und/oder Keramikisolierstoff umfasst.
Röntgenröhre (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Material der Isolationsschichten (52) und ein Material des metallischen Belags (54) einen gleichen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
Röntgenröhre (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend einen Dichtungsring (70) zwischen dem Gehäuse (12) und der elektrischen Durchführung (18), der einen Spalt zwischen dem Gehäuse (12) und der elektrischen Durchführung (18) vakuumdicht verschließt.
Röntgenröhre (2), nach Anspruch 7, wobei der Dichtungsring (12) aus einer Legierung hergestellt ist, die Nickel und Eisen umfasst.
Röntgenröhre (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Hochspannungsleitung (42) isoliert in einem metallischen Zylinder (50) geführt ist.
Röntgenröhre (2) nach Anspruch 9, wobei ein Material des metallischen Zylinders (50) ein metallisiertes Glas umfasst.
Röntgenröhre (2) nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine der Isolationsschichten (52) auf den metallischen Zylinder (50) angeglast ist.
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung (18) für eine Röntgenröhre (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend: – Bedrucken einer keramischen Grünfolie mit einem metallischen Belag (68); – Stapeln einer weiteren keramischen Grünfolie auf die bedruckte Seite der bedruckten keramischen Grünfolie; – Rollen der gestapelten keramischen Grünfolien zu einem Zylinder, und – Erwärmen der gerollten und gestapelten keramischen Grünfolien.
Verfahren nach Anspruch 12, umfassend Beimischen von Glas in die keramischen Grünfolien.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die keramische Grünfolie mit einem beidseitigen Rand zur Rollrichtung mit dem metallischen Belag bedruckt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, umfassend Aufbringen eines keramischen Isolationsmaterials auf den beidseitigen Rand.