DE1131332B

DE1131332B - Roentgenroehre

Info

Publication number: DE1131332B
Application number: DEH23261A
Authority: DE
Inventors: Dr Bernhard Hess
Original assignee: BERNHARD HESS DR
Current assignee: BERNHARD HESS DR
Priority date: 1955-03-11
Filing date: 1955-03-11
Publication date: 1962-06-14

Description

Röntgenröhre Röntgenröhren, bei welchen der zur Strahlenerzeugung notwendige Elektronenstrom durch die Strahlung selbst erzeugt wird, sind bekanntgeworden durch die »Auszüge deutscher Patentanmeldungen«, Bd. 5, 1948, S. 162, und die deutsche Patentschrift 1.002896.
Während in erstgenannter Veröffentlichung nur das obengenannte Prinzip mitgeteilt wird, enthält die deutsche Patentschrift Angaben über den Aufbau der einen vorhandenen Kathode, insbesondere auch das Prinzip, die Photoelektronen zusätzlich zu beschleunigen, durch Elektronenstoß zu vermehren, eventuell nochmal zu beschleunigen, wieder zu vermehren usw.
Demgegenüber wird bei der Erfindung der Nutzeffekt, d. h. das Verhältnis der von einer Röntgenstrahlung erzeugten Photoelektronen zu der Anzahl der zur Strahlenerzeugung notwendigen Elektronen, unter Ausnutzung der Durchdringungsfähigkeit der Strahlung vergrößert. Erreicht wird das erfindungsgemäß durch mehrere Kathoden und Anoden, die derart abwechselnd angeordnet sind, daß die Röntgenstrahlen auch auf Kathodenoberflächen, die mit im optischen Sichtbereich des Entstehungsortes der Röntgenstrahlen liegen, Sekundärelektronen erzeugen, wobei zwischen den Kathoden und Anoden eine Spannung liegt, die die Sekundärelektronen zur Röntgenstrahlenerzeugung auf jeweils benachbarteAnoden beschleunigt. Der Nutzeffekt wird noch vergrößert durch Verwendung dünner Anoden, z. B. Flächen oder Netze, die es gestatten, von der erzeugten Röntgenstrahlung nicht nur einen Raumwinkel von 180°, sondern einen solchen bis zu 360° als Nutzstrahlung, d. h. zur Photoelektronenerzeugung wie zur Verwendung außerhalb der Röhre, zu benutzen.
Die Röntgenröhre nach der Erfindung stellt gegenüber dem durch die eingangs erwähnte Patentschrift bzw. Literaturstelle gegebenen Stand der Technik eine technisch fortschrittliche Weiterentwicklung dar.
Während bisher an die Elektronenergiebigkeit der Kathoden sehr hohe Anforderungen gestellt werden mußten, wird durch die zahlreichen Anoden der neuen Röntgenröhre das zur Aufrechterhaltung der Entladung notwendige Verhältnis des Elektronenstroms zur Leistung der Röntgenstrahlung vermindert. Die geschichtliche Entwicklung der Röntgenröhre brachte es mit sich, daß auch heute noch fast ausschließlich mit einer Röhrenanode gearbeitet wird. Bei vielen Anwendungen, wie bei der Röntgentherapie, der Verbesserung von Kunststoffen durch Röntgenbestrahlung usw., ist es jedoch völlig unnötig, daß die Strahlenleistung an einem Ort erzeugt wird. Bei dem Erfindungsgegenstand wird die Strahlenerzeugung auf viele Anoden verteilt, wodurch sich die Schwierigkeiten der Wärmeabführung von den Anoden wesentlich verringern.
Die schematische Schnittzeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Röntgenröhre nach der Erfindung. Primär in Kathodenfolien b erzeugte Elektronen werden auf die jeweils benachbarten Anodenfolien a derart beschleunigt, daß dort Röntgenstrahlen entstehen, die wieder Sekundärelektronen auslösen, welche wieder zur Röntgenstrahlenerzeugung benutzt werden usw. Die auf einer Anode a entstehende Röntgenstrahlung löst in dem gezeichneten Beispiel mit vier Kathodenfolien also nicht nur auf einer benachbarten Kathodenoberfläche Elektronen aus, die wieder zur Röntgenstrahlenerzeugung benutzt werden, sondern auf einer 8mal so großen Oberfläche.
In solchen autophotoelektronischen Entladungssystemen kann die Erzeugung der ersten Elektronen, d. h. die Zündung, sowohl von außen durch Elektronen auslösende Strahlung erfolgen wie auch nach der aus der deutschen Patentschrift 1002 896 bereits bekannten Methode durch eingebauten Glühfaden, ein radioaktives Präparat oder durch autoelektronische Entladung. Die Stabilisation erfolgt durch einen dem Aufbau des speziellen Entladungssystems, der gewünschten Stromstärke und Spannung angepaßten Widerstand des äußeren Stromkreises. Die Zunahme des Elektronenstromes dneldt (n, Anzahl der in der Zeiteinheit ausgelösten Photoelektronen) von seinem primären, etwa durch ein radioaktives Präparat erzeugten Wert ist um so größer, je photoelektronenergiebiger die Kathoden sind, was wiederum vom Folienmaterial, der Foliendicke und der erzeugten Röntgenstrahlung abhängt, von der spektralen Verteilung und der Intensität der erzeugten Röntgenstrahlung, Größen, die ihrerseits von der Beschleunigungsspannung und vom Anodenmaterial abhängen. Schließlich wächst die Zunahme mit dem zur Photoelektronenerzeugung verwendeten Räumwinkel der Röntgenstrahlung.
Aus dem obigen Entladungssystem wird ein Teil der erzeugten Röntgenstrahlung nach außen abgestrahlt und als, äußere Nutzstrahlung verwendet. Das Fenster c in der Strahlenschutzwand, von der üblicherweise das System umschlossen ist, befindet sich in dem gezeichneten Beispiel mit hintereinandergestellten ebenen Flächen in der normalen Richtung dieser Flächen, da die erzeugte Röntgenstrahlung ja durch diese Flächen mit mehr oder weniger großer Intensität hindurchstrahlt und so durch die angebrachte öffnung zum Teil nach außen gelangen kann.
Die Röntgenröhre mit ihrer negativen Stromspannungscharakteristik kann wie der Lichtbogen zur Schwingungserzeugung benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Röntgenröhre, in welcher nach einer irgendwie erfolgten Einleitung der Entladung die entstehende Röntgenstrahlung die erforderlichen Entladungselektronen als Photoelektronen auf der Kathode erzeugt, gekennzeichnet durch mehrere Kathoden und Anoden, die derart abwechselnd angeordnet sind, daß die Röntgenstrahlen auch auf Kathodenoberflächen, die nicht im optischen Sichtbereich des Entstehungsortes der Röntgenstrahlen liegen, Sekundärelektronen erzeugen., wobei zwischen den Kathoden und Anoden eine Spannung liegt, die die Sekundärelektronen zur Röntgenstrahlenerzeugung auf jeweils benachbarte Anoden beschleunigt.
2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aus Schichten oder Netzen bestehenden Kathoden ebenfalls schicht-oder netzförmige Anoden angebracht sind.
3. Röntgenröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle oder ein Teil der Kathoden jeweils aus mehreren Teilen, z. B. Schichten oder Netzen, bestehen derart, daß die Elektronen mit Hilfe dieser Schichten durch Sekundärelektronenvervielfachung vervielfacht werden unter Ausnutzung ihrer kinetischen Euergie oder durch Beschleunigungsspannungen zwischen den zur Vervielfachung dienenden Schichten.
4. Röntgenröhre nach Anspruch 1 bis 3; dadurch gekennzeichnet, daß zur Einleitung der Entladung radioaktive Strahlung, die autoelektronische Entladung oder eine zusätzliche Elektronenquelle in Form einer Glühkathode dient.
5. Röntgenröhre nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Schwingungsgenerator. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 581356; deutsche Auslegeschrift Nr. 1002 896; Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Bd. 5, 1948, S. 162 (H 169784 VIII c/21 g). In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1053 681.