DE1238584B - Verfahren zum gepulsten Betrieb einer Roentgenroehre - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIj

Deutsche Kl.: 21 g -17/01

Nummer: 1 238 584

Aktenzeichen: F 42491 VIII c/21;

Anmeldetag: 2. April 1964

Auslegetag: 13. April 1967

Es ist ein Verfahren zur Erzeugung kurzzeitiger Röntgenblitze bekannt, bei welchem man zwischen Kathode und Anode einer als Diode ausgebildeten Entladungsröhre durch Anlegen einer hohen Spannung einen Durchschlag im Hochvakuum herbeiführt. Dabei werden zunächst an der Kathode durch Feldemission Elektronen frei, die ihrerseits auf die Anode prallen und aus der Anode Material verdampfen, welches nach Ionisierung auf die Kathode zufliegt. Dieses von der Anode zur Kathode fliegende Material bildet die Ladungsträger, die den relativ hohen Entladungsstrom erreichen lassen.

Bei der bekannten Anordnung ist die sehr geringe Lebensdauer von Nachteil und ferner die Tatsache, daß die Emissionseigenschaften der Kathode durch das auf ihr niedergeschlagene Anodenmaterial verändert werden. Dadurch ändern sich die elektrischen Daten der Röhre bereits nach wenigen Entladungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer als Diode ausgebildeten Röntgenröhre zu schaffen, bei welchem zwar sehr hohe Intensitäten bei möglichst kurzer Impulsdauer erzielt werden, nicht aber die kurze Standzeit der Röhre wegen Verunreinigung der Kathode mit Anodenmaterial in Kauf genommen werden soll.

Die Erfindung geht zur Lösung der gestellten Aufgabe ähnlich vor, wie dies bei einem älteren Vorschlag der Fall war: Der nicht zum Stand der Technik gehörende ältere Vorschlag betrifft ein Röntgenstrahlgerät mit einer Impulse mit hohen Spannungsund Stromwerten abgebenden Energieversorgungseinrichtung und einer damit verbundenen Röntgenröhre, deren Kathode eine Vielzahl von zur Anode hin gerichteten, spitz zulaufenden Elementen aus leitendem Metall aufweist, die durch Feldemission einen Elektronenstrom abgeben, und bestand im wesentlichen darin, die Energieversorgungseinrichtung so auszulegen, daß die Strom- und Spannungswerte der von ihr zwischen Kathode und Anode angelegten elektrischen Impulse ausreichen, um jeweils einige der spitz auslaufenden Elemente teilweise zu schmelzen und eine Vakuumentladung zu bilden, und daß die Zeitdauer dieser Impulse kürzer als die Laufzeit ist, die das Elektrodenmaterial der Kathode benötigt, um zur Anode zu gelangen.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die beim älteren Vorschlag verwirklichte Erkenntnis ausgenutzt, mit Absicht bei jedem Impuls einige der vielen nadelartigen Kathodenspitzen zu verdampfen, wodurch man zwar eine begrenzte Standzeit hat, aber sehr hohe Energiedichten gleich zu Beginn der durch Feldemission eingeleiteten Entladung. Gegenüber

Verfahren zum gepulsten Betrieb einer
Röntgenröhre

Anmelder:

Field Emission Corporation,
McMinnville, Oreg. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. K. A. Brose, Patentanwalt,

Pullach (Isartal), Wiener Str. 2

Als Erfinder benannt:
Walter Payne Dyke,
Frank Jacob Grundhauser,
McMinnville, Oreg. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 24. Juni 1963 (289 999)

dem Stand der Technik erhält man also ein wesentlich rascheres Ansteigen des Entladungsstromes, wodurch wiederum die Impulsdauern erheblich verkürzt werden können, so daß nach dem Prinzip arbeitende Röntgenröhren sogar für ballistische Untersuchungen an Geschossen u. dgl. verwendet werden können.

Die Erfindung betrifft damit ein Verfahren zum gepulsten Betrieb einer als Diode ausgebildeten Röntgenröhre, bei dem von der durch Spitzen oder scharfkantige Vorsprünge gebildeten Kathode durch Feldemission austretende Elektronen auf die Anode prallen, wobei jeder Impuls so hohe Spannung und so große Stromstärke hat, daß ein Teil der Kathoden- und ein Teil des Anodenmaterials verdampft, und besteht im Gegensatz zum älteren Vorschlag und zum Stand der Technik darin, daß jeder angelegte Spannungsimpuls beendet wird, bevor von der Anode kommende positive Ionen die Kathode erreichen. Während bei dem älteren Vorschlag die Zeitdauer der Impulse so kurz ist, daß Kathodenmaterial nicht auf die Anode gelangen kann, wird also nach der Erfindung so vorgegangen, daß man zwar Kathodenmaterial auf die Anode prallen läßt, aber dann den jeweiligen Impuls beendet, bevor von der Anode kommende positive Ionen die Kathode erreichen,

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und die Kathode bzw. die noch intakten Spitzen derselben mit einem Überzug aus Anodenmaterial versehen, welcher seinerseits die elektrischen Eigenschaften der Kathode in unerwünschter Weise verändern würde.

Es werden beim Verfahren nach der Erfindung wie bei dem älteren Vorschlag gegenüber dem bekannten Stand der Technik wesentlich kürzere Impulszeiten angewandt, in denen aber durch die früher einsetzende Entladung die Stromstärke sehr groß ist, während im Vergleich zum älteren Vorschlag mit Hilfe der vorliegenden Erfindungen Impulse mit etwa der acht- bis zehnfachen Leistung erzielt werden.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens betragen bei maximalen Anodendurchmessern von 1,5 bis etwa 10 mm und einer Impulsbreite von etwa 70 Nanosekunden die maximalen Impulsspannungen 105 bis 600 kV. Die Elektronenstromdichte kann dabei so groß sein, daß die auf die Anode auftreffenden Elektronen eine Energiedichte von mehr als 20 Joule/cm ergeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sehr gut ausführen mit einer Röntgenröhre, deren Anode spitz zuläuft und deren Kathode von einer Vielzahl radial auf die Anode weisender Spitzen gebildet wird. Abgesehen davon, daß bei der Erfindung verhindert wird, daß die elektrischen Eigenschaften der Kathode sich ändern, ist auch der Gedanke wichtig, daß jeder Impuls aufhört, bevor die Röhrenimpedanz wegen des Auftreffens von Anodenmaterial auf die Kathode weiter abgesenkt wird. Man erhält auf diese Weise Röntgenstrahlenimpulse großer Gleichförmigkeit.

Dieser Vorteil wird auch dann erhalten bleiben, wenn in unvermeidbarer Weise einige wenige Atome des Anodenmaterials auf die Kathode gelangen. Entscheidend ist, daß der angelegte Impuls aufhört, bevor eine Lawine von Ladungsträgern des Anodenmaterials die Kathode treffen kann.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Röntgenröhre zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung (gleichzeitig ist gezeigt, wie die Röhre mit einem schematisch dargestellten Impulsgenerator verbunden ist),

F i g. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie 2-2 aus Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Kathode für eine Röntgenblitzröhre,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform für eine Kathode,

Fig. 6 einen Vertikalschnitt nach der Linie 6-6 aus F i g. 5.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Röntgenröhre 10 gezeigt. Diese Röhre 10 weist einen Kolben 12 auf, der aus Glas oder einem anderen isolierenden Material aufgebaut sein kann. Dieser Kolben ist mit einem zurückspringen Teil ausgerüstet, der mit einer Anode 14 aus Wolfram, Molybdän oder einem anderen hitzebeständigen Material, das eine gute Röntgenausbeute besitzt, vakuumdicht verschmolzen ist. Die Anode 14 endet in einem konischen Teil 16, auf den die Elektronen auftreffen. Der größte Durchmesser des Teiles 16 beträgt zwischen 1 und 10 mm, wobei die kleineren Werte aus diesem Bereich für das Treffgebiet der Anode normalerweise bevorzugt werden. Das andere Ende der Anode ist als Stempel 18 ausgebildet, der sich durch den Kolben 12 hindurch nach außen erstreckt. An diesem Stempel wird die Verbindung mit einem Impulsgenerator 20 hergestellt. Der Kolben 12 kann mit einem dünnen Fenster 22 aus Kovar, Beryllium oder einem anderen passenden Material ausgerüstet sein, das einen ausreichend niedrigen Röntgenabsorptionskoeffizienten besitzt. Dieses Fenster 22 ist in der Nähe des Auftreffgebietes 16 der Anode angebracht und senkrecht zur Anodenachse angeordnet, so daß die Röntgenstrahlen, die von dem Treffgebiet der Anode her emittiert werden, praktisch ohne Absorption durch das Fenster austreten können. Die Stärke dieses Fensters 22 kann zu etwa 0,075 mm gewählt werden, während sein Durchmesser 14 bis 15 mm betragen kann. Das Fenster kann über einer kreisförmigen Öffnung in einer Halterungsscheibe 24 aus Nickel hart angelötet sein. Die kreisförmige Halterungsscheibe ist ihrerseits mit dem einen Ende eines kreisförmigen Hohlzylinders 26 aus Kovar oder einem anderen passenden Metall hart verlötet, dessen anderes Ende mit dem Glas des Röhrenkolbens 12 verschmolzen ist.

Die Kathodenbaugruppe der Röntgenröhre kann zwischen 2 und 16 Feldemissionskathoden 28 aufweisen, die auf einem Kreis in einem bestimmten Winkelabstand voneinander um das konische Auftreffgebiet 16 der Anode herum angeordnet sind. Jede der Feldemissionskathoden 28 kann mehrere hundert nadeiförmige Vorsprünge 30 enthalten, die einen gewissen Abstand voneinander haben. Diese Kathodenvorsprünge 30 verlaufen einander parallel und erstrecken sich von einem gemeinsamen rechteckigen Halterungsblock 31 aus auf die Anode zu. Jede dieser Nadeln 30 ist mit einer scharfen Spitze versehen, deren Krümmungsradius in der Größenordnung zwischen 10~³ und 10~⁵ cm liegt, so daß diese Nadeln in der Lage sind, von ihren Spitzen her Elektronen durch Feldemission zu liefern, wenn an ihren Spitzen ein hoher Feldgradient herrscht. Dieser hohe Feldgradient wird dann hervorgerufen, wenn von dem elektrischen Impulsgenerator 20 her zwischen die Anode 14 und die Kathoden 28 ein steiler Spannungsimpuls angelegt wird. Die Kathoden 28 können auf der Halterungsscheibe 24 montiert und durch diese geerdet sein. Da nun der Schärfe der Kathodennadeln wegen der Feldgradient an den Nadelspitzen höher als an den bisher üblichen, stampfer ausgeführten Kathoden ist, setzt die Feldemission schon früher mit der Vorderflanke des Spannungsimpulses als bei den bisherigen Kathoden ein. Dadurch ergibt sich ein steilerer Stromimpuls zwischen den Kathodennadeln und der Anode der Röntgenröhre. Dadurch ist wiederum die Erzeugung kürzerer Röntgenblitze möglich, deren Dauer 30 bis 70 Nanosekunden beträgt. Man kann daher ballistische Ereignisse von hoher Geschwindigkeit mit einer besseren Auflösung radiographieren. Weiterhin wird dadurch das Überschießen der Vorderflanke des Spannungsimpulses vermindert, so daß die Schwierigkeiten vermindert werden, die mit störenden Bogenentladungen innerhalb des Röhrengehäuses (nicht gezeigt) verbunden sind. Bei der vorliegenden Röhre ergibt sich aus der Verwendung derart zahl-

reicher Kathodennadeln eine erhöhte Lebensdauer und ein zuverlässiger Betrieb.

Ein Kathodenhalterungszylinder 32, der aus Nickel, rostfreiem Stahl oder einem anderen passendem Metall hergestellt sein kann, ist mit seinem einen Ende mit der Halterungsscheibe 24 verschweißt, hart verlötet oder auch anderweitig verbunden. An diesem Kathodenhalterungszylinder 32 sind auch die Stützblöcke 31 der Kathode 28 bebefestigt. Dazu können diese Nadelblöcke 31 in vier Längsnuten 33 verschweißt sein, die in dem Zylinder 32 parallel zur Achse der Anode 14 verlaufen. Die Kathodennadeln 30 zeigen dann in eine Richtung, die senkrecht zu dieser Achse steht.

Am Ende des Zylinders 32 ist neben den Kathoden 28 eine röhrenförmige Abschirmung 34 aus Nickel oder einem anderen passenden Metall angebracht, so daß sie sich um das Treffgebiet 16 herum und die Anode 14 entlang bis zu einem nach außen breiter werdenden Gebiet am anderen Ende der Anode 14 erstreckt, das von dem Auftreffgebiet der Anode entfernt liegt. Die Abschirmung 34 umgibt denjenigen Teil des Elektronenauftreffgebietes 16 der Anode der aus dem Kathodenhalterungszylinder 32 herausragt, und ist in dem Weg zwischen dem Auftreffgebiet 16 und der Glas-Metall-Verschmelzung angeordnet, mit der der Kolben 12 und der Halterungszylinder 26 miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann die Abschirmung als Abdeckmaske wirken, so daß sich Metalldampf, der durch Verdampfung des Metalls aus dem Anodenauftreffgebiet entsteht, nicht in einem Gebiet des Röhrenkolbens 12 niederschlagen kann, das in der Nähe dieser Glas-Metall-Verschmelzung liegt. Daher kann auch während des Betriebes der Röhre zwischen dem Anodenstempel 18 und den Kathoden 28 kein Kurzschluß entstehen, der über den Halterungszylinder 26 verlaufen würde. Das verbreiterte Ende der Abschirmung 34 kann man dadurch herstellen, daß man einen Teil der Abschirmung über einen Nickeldraht

36 von 0,6 bis 0,7 mm Durchmesser umbördelt. Dadurch wird das Ende der Abschirmung 34 abgerundet und der Feldgradient am Ende der Abschirmung herabgesetzt, so daß eine Bogenentladung zwischen der Abschirmung und der Anode vermieden wird.

Während des Betriebes der Röntgenröhre nach den F i g. 1 und 2 wird zwischen die Anode und die Kathode der Röhre ein sehr steiler Hochstromimpuls

37 kurzer Dauer angelegt, der aus einem Impulsgenerator 20 stammt. Für die dargestellte Röhre kann die Spannung dieses Rechteckimpulses größenordnungsmäßig 150 kV bei einer Stromstärke von 2000 Ampere und einer Impulsbreite von 70 Nanosekunden betragen. Liegt dieser Impuls 37 an, so setzt von einer oder auch von mehreren der Nadeln 30 einer jeden Kathode 28 Feldemission von Elektronen ein. Außerdem verdampft dann von diesen Nadeln etwas Metall, so daß dicht um die Kathoden herum positive Metallionen entstehen. Diese positiven Ionen neutralisieren die negativen Raumladungen, die normalerweise erzeugt werden und diese Kathoden umgeben, so daß außerordentlich hohe Elektronenströme von den Kathodennadeln 30 ausgehen und zu dem Auftreffgebiet 16 der Anode gelangen können. Wenn sich die Elektronen dem Auftreffgebiet der Anode nähern, stoßen sie sich gegenseitig ab, so daß eine im wesentlichen gleichförmige Elektronenwolke entsteht, die das Anodenauftreffgebiet vollständig umgibt, bevor die Elektronen auf das Auftreffgebiet aus allen Richtungen aufprallen und einen kleinen, ringförmigen Brennfleck erzeugen, dessen Durchmesser kleiner als 10 mm ist. Die Röntgenquanten, die in dem Brennfleck auf dem Anodenauftreffgebiet 16 entstehen, treten durch das Fenster 22 am Ende der Röntgenröhre aus, wie es bereits erwähnt worden ist.

Dadurch, daß eine Anode 14 mit einem so kleinen Durchmesser verwendet wird, treten Kühlschwierigkeiten auf, die sich mit den üblichen Kühlverfahren nicht lösen lassen, wie sie in Röhren mit Drehanoden oder mit feststehenden Hohlanoden verwendet werden, die flüssigkeitsgekühlt sind. Nun hat man jedoch gefunden, daß man während des Betriebes der Röhre zur Kühlung der Anode eine gesteuerte Verdampfung von Metall von der Anodenoberfläche heranziehen kann, ohne das Betriebsverhalten der Röhre zu beeinträchtigen, sofern die Form der Anode während der Verdampfung nicht wesentlich geändert wird. Diese Kühlung der Anode über eine Verdampfung von Anodenmetall kann jedoch nur durchgeführt werden, wenn die Energiedichte der Elektronen, die auf die Anode auftreffen, ein bestimmtes Mindestmaß überschreitet, das im Falle einer Wolframanode bei etwa 20 Joule/cm² liegt. Diese Verdampfungskühlung ist bei Elektronenenergiedichten bis zu 40 Joule/cm² durchgeführt worden. Diese Kühlung scheint auch nicht durch Änderungen des Anodendurchmessers beeinträchtigt zu werden, sofern sich diese Änderungen in bestimmten Grenzen halten, da der Spannungsimpuls bereits beendet ist, bevor in der Anode eine merkliche Wärmeleitung stattgefunden hat. Wenn man jedoch zu einem anderen Anodenmaterial übergeht, wird die Mindestelektronenenergiedichte, die für diese Verdampfungskühlung erforderlich ist, merklich beeinflußt, so daß dieser Mindestwert der Energiedichte für die verschiedenen hitzebeständigen Metalle verschieden groß ist. Das verdampfte Anodenmetall schlägt sich an dem Glaskolben 12 nieder, so daß dieser Metallniederschlag sehr bald einen Kurzschluß zwischen dem Anodenstempel 18 und dem Halterungszylinder 26 herstellen kann. Dieses Auftreten eines Kurzschlusses wird jedoch durch die Anwesenheit der Abschirmung 34 vermieden, da die Abschirmung 34 dasjenige Gebiet des Röhrenkolbens abdeckt, das neben dem Halterungszylinder 26 liegt, und dadurch verhindert, daß sich verdampftes Anodenmetall in diesem Gebiet niederschlägt, wie es bereits weiter oben beschrieben worden ist. Die Abschirmung 34 vergrößert daher die Lebensdauer der Röntgenröhre sehr erheblich, und zwar bis um einen Faktor von 10. Es soll bemerkt werden, daß das Anodenmetall, das sich auf dem Röhrenkolben 12 niederschlägt, eine nützliche Funktion erfüllt, da es als Getter wirkt und Restgase absorbiert, die noch in dem Kolben verblieben sind, und das Hochvakuum in der Röhre aufrechterhält. Weiterhin können die elektronenemittierenden Oberflächen der Kathoden durch Anodenmetalldampfionen nicht verunreinigt werden, da die Spannungsimpulse 37, die zwischen die Anode und die Kathoden angelegt werden, so kurz sind, daß die positiven Metallionen, die von der Anode verdampfen, die Kathoden 28 nicht erreichen können, da die Spannungsimpulse 37 bereits vorher beendet sind. Es ist jedoch auch möglich, das Auftreffgebiet

der Anode 16 sowie die Kathodennadeln 30 aus dem gleichen Material herzustellen, so daß die Gefahr einer Kathodenvergiftung, wie sie bei der Verwendung unterschiedlicher Metalle auftreten kann, erst gar nicht vorhanden ist.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform einer Kathodenbaugruppe für die Röntgenröhre 10, in der Kathoden 28' verwendet sind, die an Stelle von Nadeln 30 mit Messerkanten 38 ausgerüstet sind. Diese Messerkanten 38 können ähnlich wie Rasierklingen ausgebildet sein. Der Krümmungsradius der Kanten, von denen aus die Elektronen emittiert werden, kann zwischen 10~³ und 10~³ cm liegen. Das rückwärtige Ende einer jeden dieser Messerkanten ist in einen Halterungsblock 31' eingesetzt, der ein Teil der Kathode 28' ist. Die Halterungsblöcke 31' können innerhalb der Nuten 33' der Halterungshülse 32' auf die gleiche Weise verschweißt sein, wie es in Verbindung mit den Kathoden 28 in den F i g. 1 und 2 gezeigt worden ist. Die Messerkanten 38 verlaufen daher parallel zur Anodenache die Anode entlang. Wenn auch nur vier Kathoden 28' dargestellt worden sind, kann man doch eine beliebige Anzahl solcher Kathoden in gleichmäßigen Winkelabständen um das Auftreffgebiet 16 der Anode herum anordnen oder auch nur eine einzige solcher Kathoden verwenden.

In den F i g. 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Kathodenbaugruppe für die Röntgenröhre 10 dargestellt. In dieser Kathodenbaugruppe sind Kathoden 28" enthalten, die an einer abgeänderten, mit einer Ringnut 40 versehenen Halterungshülse 32" befestigt sind. In dieser Ausführungsform sind die Kathoden 28" ähnlich wie die Kathoden 28' aus den F i g. 3 und 4 aufgebaut. Die Kathoden 28" sind jetzt jedoch so angeordnet, daß die Messerkanten 38' senkrecht zur Achse der Anode 14 verlaufen, so daß diese Kanten Bögen auf einem Kreis bilden, durch dessen Mittelpunkt die Anodenachse hindurchgeht. Es ist jedoch auch möglich, diese Messerkanten 38' als einen einzelnen Kreisring auszubilden, dessen Innenkante als Emissionsoberfläche dient. Mit der Ausführungsform der Kathode nach F i g. 5 und 6 kann der kreisförmige Brennfleck auf dem Auftreffgebiet 16, der entsteht, wenn die Messerkanten 38' Elektronen emittieren, schmaler als mit den Kathoden nach den Fig. 3 und 4 gemacht werden. Es soll noch bemerkt werden, daß die Nadelkathoden 28 nach den F i g. 1 und 2 ebenso gehaltert werden können, daß sie genauso wie die so Messerkantenkathoden nach den F i g. 5 und 6 senkrecht zur Anodenachse verlaufen.

Während man dem Auftreffgebiet der Anode jede passende Gestalt geben kann, die während der Verdampfung von Metall aus dem Auftreffgebiet ihre Form beibehält, erscheint die konische Ausbildung nach den F i g. 1 und 2 doch die günstigste zu sein. Auch der Anodendurchmesser darf sich innerhalb eines Bereiches zwischen 1 und 10 mm ändern, ohne daß die Kühlung der Anode über Metallverdampfung unterbunden wird. Für diese Verdampfungskühlung sind zahlreiche Faktoren maßgebend, von denen hier die Impulsspannung, der Impulsstrom sowie die Impulsbreite angeführt werden sollen. In der nachfolgenden Tabelle sind einige typische Werte aufgeführt.

Anoden durchmesser	Maximal spannung	Impulsbreite	Strom
(mm)	(KV)	(ΙΟ-» sec)	(A)
1,5	105	30	1400
2,5	105	70	1400
3,8	105	100	1400
3,8	150	70	2000
6,0	300	100	1400
10,0	600	100	2000

Es soll noch bemerkt werden, daß das Metallfenster 22, 24 und 26 nicht notwendig ist. Man kann diesen Teil des Röhrenkolbens vielmehr aus Glas herstellen und den Zylinder 32 an Stiften aus Metall haltern, die durch den Kolben hindurchgehen. Weiterhin kann man dem Röhrenkolben 12 jede passende Gestalt geben. Wenn ausreichend Platz vorhanden ist, kann man den Kolben als Kugel ausbilden, so daß für die Kondensation des Anodenmetalls eine größere Oberfläche zur Verfügung steht und die Metallschicht, die innen auf dem Kolben aufgedampft wird, größere Ausdehnungen erhalten kann, um die Lebensdauer der Röhre zu erhöhen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gepulsten Betrieb einer als Diode ausgebildeten Röntgenröhre, bei dem von der durch Spitzen oder scharfkantige Vorsprünge gebildeten Kathode durch Feldemission austretende Elektronen auf die Anode prallen, wobei jeder Impuls so hohe Spannung und so große Stromstärke hat, daß ein Teil des Kathoden- und ein Teil des Anodenmaterials verdampft, dadurch gekennzeichnet, daß jeder angelegte Spannungsimpuls beendet wird, bevor von der Anode kommende positive Ionen die Kathode erreichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anodendurchmessern von 1,5 bis 10 mm und einer Impulsbreite von etwa 70 Nanosekunden die maximale Impulsspannung 105 bis 600 kV beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstromdichte so groß ist, daß die auf die Anode auftreffenden Elektronen eine Energiedichte von mehr als 20 Joule/cm² ergeben.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 407 431, 748 185;

USA.-Patentschrift Nr. 2 886 725;

»IRE-Transactions on Military Electronics«,
Bd. Mil-4, 1960, Nr. 1, S. 38 bis 45;

»The Review of Scientific Instruments«, Bd. 24, 1953, Nr. 10, S. 944 bis 946;

»Le Journal de Physique et Ie Radium«, Bd. 20, 1959, Suppl. Nr. 12, S. 167 A bis 174 A.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 200 961.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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